基于系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)-云模型的抗浮錨桿系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)價(jià)

喬建剛， 王傑， 李景文

(河北工業(yè)大學(xué)土木與交通學(xué)院， 天津 300401)

地下空間資源不斷開(kāi)發(fā)，抗浮工程的破壞失效使大量地下結(jié)構(gòu)物的變形、開(kāi)裂甚至整體破壞，抗浮工程安全性愈來(lái)愈受到重視[1]。因此合理準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)抗浮錨桿系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)對(duì)促進(jìn)地下結(jié)構(gòu)安全運(yùn)行十分重要。國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)于抗浮錨桿在地下結(jié)構(gòu)中的受力特性[2]、拉拔特征[3]和破壞機(jī)理[4]進(jìn)行深入研究，但對(duì)于抗浮錨桿系統(tǒng)整體所處于風(fēng)險(xiǎn)情況的評(píng)價(jià)以及對(duì)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的界定鮮有研究，抗浮錨桿系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系仍不夠完善。

在評(píng)價(jià)方法方面，針對(duì)系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的理論方法較多，如劉祥康等[5]采用改進(jìn)層次分析法對(duì)含硫氣井屏障系統(tǒng)失效風(fēng)險(xiǎn)，Jiskani等[6]利用z值改進(jìn)模糊理論對(duì)露天礦井系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)，Maghrabie等[7]綜合灰色系統(tǒng)理論，對(duì)多準(zhǔn)則決策評(píng)價(jià)方法進(jìn)行了提升，Wang等[8]利用模糊集對(duì)逼近理想解排序法(technique for order preference by similarity to an ideal solution，TOPSIS)模型進(jìn)行改進(jìn)，來(lái)解決多屬性決策問(wèn)題。上述方法對(duì)抗浮錨桿系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)做出了貢獻(xiàn)，但抗浮錨桿系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)的影響因素具有模糊性，使得常規(guī)的模糊數(shù)學(xué)和統(tǒng)計(jì)學(xué)方法失去意義[9]，評(píng)價(jià)過(guò)程中無(wú)法兼顧指標(biāo)之間相互影響作用與風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的不確定性。

云模型理論可有效處理定量信息與定性信息之間相互變換存在的模糊性，多用于安全評(píng)價(jià)中[10]。如高磊等[11]用驅(qū)動(dòng)力-狀態(tài)-響應(yīng)(drive-state-response，DSR)-云模型評(píng)價(jià)高地溫隧道施工安全。因此為構(gòu)建一套完善抗浮錨桿系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)價(jià)體系并解決其風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)價(jià)過(guò)程中存在的復(fù)雜性和模糊性，在應(yīng)用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析抗浮錨桿系統(tǒng)錨固界面力學(xué)失效機(jī)理的基礎(chǔ)上，現(xiàn)構(gòu)建風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)價(jià)體系，結(jié)合云模型提出風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)價(jià)方法，以期為抗浮錨桿系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)防、安全保障提供準(zhǔn)確可靠的決策支持。

1 抗浮錨桿系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建

1.1 錨固界面風(fēng)險(xiǎn)形成路徑

抗浮錨桿錨固界面是否失效是抗浮錨桿系統(tǒng)能否實(shí)現(xiàn)抗浮功能的關(guān)鍵，掌握其錨固界面子系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)形成路徑可以采取相應(yīng)措施控制系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)。

1.1.1 錨固界面力學(xué)失效機(jī)理

地下水浮力作用在抗浮錨桿上的拉拔載荷轉(zhuǎn)化為錨固界面上的應(yīng)變能，隨著地下水浮力對(duì)抗浮錨桿系統(tǒng)的持續(xù)作用，應(yīng)變能不斷地得到積聚，進(jìn)入應(yīng)變能傳遞階段。在應(yīng)變能傳遞過(guò)程中，會(huì)經(jīng)歷彈性階段、彈塑性階段、塑性階段以及完全脫黏階段共4次的能量控制機(jī)制，直到錨固界面完全脫黏為止[12]。因此，應(yīng)變能是導(dǎo)致錨固界面子系統(tǒng)變形與破壞的根本原因，錨固界面的破壞失效是一種不正常的能量釋放。

根據(jù)熱力學(xué)第一定律，能量之間的平衡關(guān)系為

U=Ud+Ue

(1)

式(1)中：U為錨固界面上的應(yīng)變能，即錨固界面上的應(yīng)變能；Ue為錨固界面可釋放彈性應(yīng)變能；Ud為錨固界面單元耗散能。

如圖1所示為錨固界面彈性應(yīng)變能與耗散能之間的關(guān)系示意圖。

錨固界面受到的外界拉拔載荷作用能全部轉(zhuǎn)化為輸入總能量U，即圖1中應(yīng)力-應(yīng)變?chǔ)?ε曲線下方的總面積。圖中陰影部分的面積為彈性應(yīng)變能Ue，錨固界面子系統(tǒng)的彈性變形為可逆過(guò)程，卸載后彈性應(yīng)變能可以全部釋放。σ1為加載過(guò)程中的應(yīng)力值，ε1為與應(yīng)力所對(duì)應(yīng)的應(yīng)變值，應(yīng)力-應(yīng)變曲線下方白色部分的面積為耗散能Ud，用于錨固界面內(nèi)部微裂紋的生成，并最終形成宏觀主裂紋而導(dǎo)致錨固界面發(fā)生失穩(wěn)破壞，其中耗散能Ud為U-Ue。

圖1 錨固界面彈性應(yīng)變能與耗散能之間的關(guān)系Fig.1 Relationship between elastic strain energy and dissipated energy at anchorage interface

錨固界面輸入總能量U與錨固界面彈性應(yīng)變能Ue為

(2)

(3)

1.1.2 錨固界面子系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)形成路徑系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析

利用Vensim軟件對(duì)上述錨固界面子系統(tǒng)失效機(jī)理進(jìn)行因果分析，如圖2所示。

錨固界面子系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)的主要影響包括物的影響(如巖土體的物理力學(xué)性質(zhì)、地下水滲流情況等)和人為影響(如錨桿支護(hù)類(lèi)型、設(shè)計(jì)參數(shù)、施工質(zhì)量等)[13-15]，結(jié)合錨固界面子系統(tǒng)的因果分析圖繪制系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)流圖，從能量的角度找出錨固界面失穩(wěn)的狀態(tài)變量，如圖3所示。

由圖3可知，系數(shù)CD、JD、DT分別表示應(yīng)變能傳遞速率、應(yīng)變能耗散速率和應(yīng)變能輸入速率的影響系數(shù)，取決于風(fēng)險(xiǎn)影響因素綜合情況。外界地下水浮力擾動(dòng)會(huì)持續(xù)向錨固界面子系統(tǒng)傳遞能量，一部分應(yīng)變能會(huì)按照耗散速率進(jìn)行耗散，另一部分應(yīng)變能會(huì)使子系統(tǒng)內(nèi)的應(yīng)變能持續(xù)增加，因此導(dǎo)致錨固界面子系統(tǒng)失效破壞的狀態(tài)變量即為系統(tǒng)內(nèi)存儲(chǔ)的應(yīng)變能，當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)應(yīng)變能積聚到一定程度時(shí)，應(yīng)變能會(huì)以可釋放彈性能的形式直接釋放，導(dǎo)致錨固界面子系統(tǒng)破壞失效。

圖2 錨固界面子系統(tǒng)能量因果分析圖Fig.2 Energy causality analysis diagram of anchorage interface subsystem

圖3 錨固界面子系統(tǒng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)流圖Fig.3 System dynamic flow diagram of anchorage interface subsyste

在整個(gè)應(yīng)變能傳遞、釋放過(guò)程中，應(yīng)變能傳遞速率主要由抗浮錨桿系統(tǒng)周?chē)锏娘L(fēng)險(xiǎn)因素決定。風(fēng)險(xiǎn)因素影響由巖土體結(jié)構(gòu)因子、巖土體的工程性質(zhì)因子、地下水狀態(tài)因子、初始應(yīng)力狀態(tài)因子等因素所決定。其中，巖土體結(jié)構(gòu)因子主要由裂隙的聚集程度決定，巖土體的工程性質(zhì)主要由內(nèi)摩擦角、彈性模量、黏聚力、泊松比及密度等因素決定，地下水狀態(tài)主要有地下水流量和水壓決定，初始應(yīng)力狀態(tài)主要由初始地應(yīng)力決定。應(yīng)變能耗散速率主要由人的風(fēng)險(xiǎn)因素決定。人的風(fēng)險(xiǎn)因素影響由錨桿支護(hù)參數(shù)因子、施工質(zhì)量及埋深等因素所決定。其中埋深因子由地下結(jié)構(gòu)埋深所決定，錨桿支護(hù)參數(shù)因子由錨桿間距、錨固體半徑?jīng)Q定。

1.2 評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建

根據(jù)錨固界面子系統(tǒng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)流圖分析出的風(fēng)險(xiǎn)形成路徑，結(jié)合規(guī)范《地鐵及地下工程建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)管理指南》[16]和研究文獻(xiàn)[17-18]，考慮對(duì)抗浮錨桿系統(tǒng)工程實(shí)施過(guò)程中有較大影響的風(fēng)險(xiǎn)因素，最終選取4個(gè)一級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)和14個(gè)二級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)，構(gòu)建抗浮錨桿系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，如表1所示。

結(jié)合專(zhuān)家意見(jiàn)，抗浮錨桿系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系各指標(biāo)的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)統(tǒng)一分為5個(gè)評(píng)價(jià)等級(jí)，即S={[Ⅰ，“可忽略的”]， [Ⅱ，“需考慮的”]， [Ⅲ，“嚴(yán)重的”]， [Ⅳ，“嚴(yán)重的”]， [Ⅴ，“嚴(yán)重的”]}，對(duì)應(yīng)標(biāo)度區(qū)間為[0，2]、[2，4]、[4，6]、[6，8]、[8，10]。

表1 抗浮錨桿系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系Table 1 Risk grade evaluation index system of anti-floating anchor system

2 基于ANP-熵權(quán)法的指標(biāo)權(quán)重確定

在確定抗浮錨桿風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系后，需要對(duì)各個(gè)指標(biāo)進(jìn)行合理賦權(quán)使評(píng)價(jià)結(jié)果更加真實(shí)準(zhǔn)確。選取主觀賦權(quán)法中的網(wǎng)絡(luò)層次法(analytic network process， ANP)法[19]和客觀賦權(quán)法中的熵權(quán)法確定主客觀權(quán)重并進(jìn)行組合優(yōu)化。設(shè)ANP法得到的主觀權(quán)重為w(i)=(w1，w2，…，wn)，熵權(quán)法得到客觀權(quán)重ω(i)=(ω1，ω2，…，ωn)，利用博弈論中的納什均衡[20]求解綜合權(quán)重Wij，該手段可以對(duì)兩種方法的妥協(xié)和一致進(jìn)行集成，既能綜合兩種方法優(yōu)點(diǎn)，也能進(jìn)一步減少專(zhuān)家打分的不完全準(zhǔn)確性以及熵權(quán)法脫離實(shí)際的機(jī)械性。綜合權(quán)重Wi為

Wi=a1w(i)+a2ω(i)

(4)

式(4)中：a1、a2為主觀、客觀權(quán)重的組合系數(shù)；以兩者利益最大為目的。將Wi和w(i)、ω(i)的離差極小化為目標(biāo)，優(yōu)化組合系數(shù)，目標(biāo)函數(shù)為

(5)

3 抗浮錨桿系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)價(jià)方法

3.1 云模型

構(gòu)建抗浮錨桿系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系并且指標(biāo)權(quán)重確定后，需專(zhuān)家根據(jù)實(shí)際抗浮錨桿系統(tǒng)工程，在自身知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上對(duì)系統(tǒng)所面臨風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)做出評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)結(jié)果不可避免具有復(fù)雜性和模糊性。云模型由李德毅等[21]基于模糊和概率論提出，使用特定算法替代模糊綜合評(píng)價(jià)中隸屬函數(shù)，克服評(píng)價(jià)語(yǔ)言值中的模糊性，使結(jié)果更加可靠。

3.1.1 云模型定義

定義：假設(shè)定量論域U，C為U中的定性概念，則U中定量值x對(duì)于定性概念C的確定度為μC(x)，且μC(x)∈[0，1]。μC(x)在論域U上的分布稱(chēng)為云，x稱(chēng)為云滴。云作為定量論域U到區(qū)間[0，1]的映射，數(shù)學(xué)表達(dá)式為

μC(x):U→[0，1]，?x∈U，x→μC(x)

(6)

云的數(shù)字特征參數(shù)由期望Ex、熵En、超熵He表示，分別反映論域U中云滴分布的中間值、定性概念的模糊度和不確定度[22]，因此將云模型記為D(Ex，En，He)。

3.1.2 等級(jí)評(píng)價(jià)云特征參數(shù)

(7)

(8)

(9)

(10)

式(10)中：Kk為風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)k評(píng)價(jià)區(qū)間邊界值。

3.1.3 云發(fā)生器

3.1.4 云的集合

不同權(quán)重指標(biāo)的云模型合成為一個(gè)加權(quán)云模型稱(chēng)為云的集合。采用虛擬云理論[24]，計(jì)算公式為

(11)

(12)

(13)

3.1.5 云的相似度

抗浮錨桿系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)價(jià)總目標(biāo)加權(quán)云與各風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)價(jià)云之間的距離相似度將用來(lái)表示綜合評(píng)價(jià)結(jié)果在不同風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的隸屬度。設(shè)兩朵云分別為Dq(Exq，Enq，Heq)(q=1，2)，其距離相似度為

(14)

式(14)中：l1= min(Ex1+3En1，Ex2+3En2)-max (Ex1-3En1，Ex2-3En2)，l2=max(Ex1+3En1，Ex2+3En2)-min(Ex1-3En1，Ex2-3En2)。

3.2 基于云模型的評(píng)價(jià)流程

基于云模型的抗浮錨桿系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)價(jià)方法流程如圖4所示，具體步驟如下。

步驟1邀請(qǐng)專(zhuān)家對(duì)各個(gè)指標(biāo)的重要程度進(jìn)行打分評(píng)判，并利用ANP法和熵權(quán)法確定主客觀權(quán)重，并應(yīng)用博弈論理論對(duì)權(quán)重進(jìn)行組合優(yōu)化。

步驟2根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)價(jià)標(biāo)度區(qū)間劃分，應(yīng)用式(7)～式(9)得到不同風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)語(yǔ)云模型。

步驟3邀請(qǐng)專(zhuān)家對(duì)各指標(biāo)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)程度評(píng)價(jià)，應(yīng)用逆向云發(fā)生器將評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為評(píng)價(jià)指標(biāo)云。

步驟4將各個(gè)指標(biāo)云模型結(jié)合指標(biāo)權(quán)重應(yīng)用式(11)～式(13)得到風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)價(jià)總目標(biāo)綜合云模型，并結(jié)合不同風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)語(yǔ)云模型通過(guò)正向云發(fā)生器生成風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)綜合評(píng)價(jià)云滴圖。

步驟5應(yīng)用式(15)計(jì)算綜合評(píng)價(jià)結(jié)果在不同風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)區(qū)間的隸屬度，根據(jù)最大隸屬度原則得到最終風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)S。

S=max{S(D，DⅠ)，S(D，DⅡ)，S(D，DⅢ)，

S(D，DⅣ)，S(D，DⅤ)}

(15)

圖4 抗浮錨桿系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)價(jià)流程圖Fig.4 Flowchart of risk level evaluation of anti-floating anchor system

4 工程應(yīng)用

以某商業(yè)廣場(chǎng)項(xiàng)目抗浮錨桿系統(tǒng)為例，其C區(qū)由三棟寫(xiě)字樓及購(gòu)物中心組成，建筑面積達(dá)到260 000 m2。地下2 層主要為設(shè)備、電器用房及車(chē)庫(kù)等，場(chǎng)區(qū)地下水為潛水類(lèi)型。近3～5年歷史最高水位黃海高程約為1 108 m，含水層主要為粉細(xì)砂層，滲透系數(shù)為0.87×10-3～4.96×10-3cm/s，屬于強(qiáng)透水層。

邀請(qǐng)5位具有地下結(jié)構(gòu)工程領(lǐng)域?qū)＜覍?duì)項(xiàng)目工程現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，結(jié)合專(zhuān)家打分法，對(duì)該抗浮錨桿系統(tǒng)中各評(píng)價(jià)指標(biāo)的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)進(jìn)行評(píng)判。

4.1 指標(biāo)權(quán)重確定

通過(guò)5位專(zhuān)家進(jìn)行指標(biāo)的重要程度進(jìn)行打分并構(gòu)建評(píng)判矩陣，利用ANP法計(jì)算各指標(biāo)主觀權(quán)重，然后用熵權(quán)法確定其客觀權(quán)重，應(yīng)用基于博弈論中納什均衡進(jìn)行組合優(yōu)化，最終各指標(biāo)組合權(quán)重如表2所示。根據(jù)式(4)、式(5)得出ANP法確定的主觀權(quán)重系數(shù)為0.588 1，熵權(quán)法確定的客觀權(quán)重系數(shù)為0.411 9，說(shuō)明通過(guò)博弈論的納什均衡使得客觀賦權(quán)對(duì)專(zhuān)家評(píng)判得到的主觀權(quán)重起到了修正作用。抗浮錨桿系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)影響因素重要度排序?yàn)榭垢∷伙L(fēng)險(xiǎn)A22、抗浮穩(wěn)定性風(fēng)險(xiǎn)A23、施工規(guī)范程度A31、勘測(cè)設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)A21、工人綜合素質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)A34、地表及地下水滲流風(fēng)險(xiǎn)A12、地層巖性風(fēng)險(xiǎn)A11、安全監(jiān)管風(fēng)險(xiǎn)A42、施工技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)A32、抗浮錨桿質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)A33、極端降水天氣A13、抗浮錨桿設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)A24、安全教育風(fēng)險(xiǎn)A41、管理人員綜合素質(zhì)A43。

4.2 確定評(píng)價(jià)綜合云模型

4.2.1 系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)價(jià)云模型確定

為與云模型銜接，不同標(biāo)度區(qū)間按式(7)～式(9)轉(zhuǎn)化為等級(jí)評(píng)價(jià)云模型，見(jiàn)表3。設(shè)置云滴數(shù)為2 000，并繪制等級(jí)評(píng)價(jià)云圖，如圖5所示。

表2 各級(jí)指標(biāo)綜合權(quán)重Table 2 Comprehensive weight of indicators at all levels

表3 不同等級(jí)評(píng)價(jià)云模型Table 3 Cloud models with different levels of evaluation

圖5 不同風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)價(jià)云滴圖Fig.5 Cloud drop diagram of comments on different risk levels

4.2.2 計(jì)算指標(biāo)云模型

根據(jù)5名專(zhuān)家對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)程度進(jìn)行打分，其中5個(gè)等級(jí)分別對(duì)應(yīng)數(shù)值(9，7，5，3，1)，其余數(shù)值表示指標(biāo)等級(jí)介于兩相鄰等級(jí)之間。將各指標(biāo)賦值情況，通過(guò)逆向云發(fā)生器計(jì)算得到各二級(jí)指標(biāo)的云模型，如表4所示。

表4 二級(jí)指標(biāo)云模型匯總Table 4 Summary of secondary indicator cloud model

4.2.3 確定綜合評(píng)價(jià)云模型

將得到的二級(jí)指標(biāo)云模型與其對(duì)應(yīng)的組合優(yōu)化權(quán)重根據(jù)式(11)～式(13)進(jìn)行綜合云計(jì)算，從而得到抗浮錨桿系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)價(jià)的一級(jí)指標(biāo)和總目標(biāo)云模型參數(shù)分別為

根據(jù)總目標(biāo)云模型和等級(jí)評(píng)語(yǔ)云模型，利用MATLAB2017a軟件設(shè)計(jì)云正向發(fā)生器，生成抗浮錨桿系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)價(jià)總目標(biāo)的綜合評(píng)價(jià)云圖，如圖6所示。

從圖6中可看出，抗浮錨桿系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)價(jià)總目標(biāo)的云滴(紅色)大部分落在“需考慮的”區(qū)間中，少部分落在“嚴(yán)重的”的區(qū)間。因此專(zhuān)家組對(duì)該系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)價(jià)結(jié)果為“需考慮的”等級(jí)。

圖6 抗浮錨桿系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)綜合評(píng)價(jià)云滴圖Fig.6 Cloud drop diagram for comprehensive evaluation of risk level of anti floating anchor system

4.2.4 綜合隸屬度確定

結(jié)合式(14)計(jì)算綜合評(píng)價(jià)結(jié)果對(duì)于不同風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)隸屬度，其計(jì)算結(jié)果如表5所示。由最大隸屬度原則可知，該抗浮錨桿系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的評(píng)價(jià)結(jié)果為Ⅱ級(jí)“需考慮的”。 根據(jù)一級(jí)指標(biāo)評(píng)價(jià)云模型參數(shù)特征得到四個(gè)風(fēng)險(xiǎn)因素的風(fēng)險(xiǎn)程度排序，從大到小依次為A2、A3、A1、A4?？梢钥闯?，設(shè)計(jì)方案風(fēng)險(xiǎn)是四大風(fēng)險(xiǎn)因素中風(fēng)險(xiǎn)程度值最大的，施工質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)次之。

借鑒文獻(xiàn)[9]中故障樹(shù)模型計(jì)算得到該抗浮錨桿系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生概率為6.364%，其地下工程風(fēng)險(xiǎn)概率等級(jí)為B級(jí)[16]，屬于需要考慮的風(fēng)險(xiǎn)狀況，與本文評(píng)價(jià)結(jié)果一致，表明了基于系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)-云模型(system dynamics-cloud model，SD-CM)的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)價(jià)方法可以準(zhǔn)確合理地評(píng)價(jià)抗浮錨桿系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。

表5 綜合隸屬度Table 5 Comprehensive membership

5 結(jié)論

(1)通過(guò)對(duì)抗浮錨桿系統(tǒng)錨固界面失效機(jī)理進(jìn)行系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析，得出了錨固界面子系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)形成路徑失效，在此基礎(chǔ)上構(gòu)建了以4個(gè)一級(jí)指標(biāo)及14個(gè)二級(jí)指標(biāo)組成的抗浮錨桿系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。

(2)采用了ANP法和熵權(quán)法確定各指標(biāo)的主觀權(quán)重和客觀權(quán)重，并用博弈論理論對(duì)指標(biāo)權(quán)重進(jìn)行優(yōu)化。

(3)根據(jù)抗浮錨桿系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)，采用云模型理論處理各風(fēng)險(xiǎn)因素的模糊性，提出了基于云模型的抗浮錨桿系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)價(jià)方法。最終評(píng)價(jià)結(jié)果為Ⅱ級(jí)“需考慮的”，與系統(tǒng)實(shí)際風(fēng)險(xiǎn)狀況相符，可為抗浮錨桿系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)提供一種新思路。