基于TFAHP-可拓法的隧道大變形風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估*

張 航,胡建菁,呂能超

(1.武漢理工大學(xué) 交通與物流工程學(xué)院,湖北 武漢 430063;2.武漢理工大學(xué) 智能交通系統(tǒng)研究中心,湖北 武漢 430063)

0 引言

隧道大變形通常是指在地應(yīng)力、地下水、施工擾動(dòng)等條件的作用下,圍巖體的變形破壞現(xiàn)象。隧道大變形風(fēng)險(xiǎn)本質(zhì)上是隧道施工開(kāi)挖引起地應(yīng)力重分布,同時(shí)地應(yīng)力大小超過(guò)了圍巖體自身的屈服強(qiáng)度,即圍巖喪失自承能力,無(wú)法對(duì)變形產(chǎn)生有效約束,導(dǎo)致圍巖塑性變形,進(jìn)而對(duì)圍巖支護(hù)產(chǎn)生不同程度的破壞。軟弱圍巖大變形問(wèn)題[1-4]歷來(lái)是地下工程研究重點(diǎn),由于復(fù)雜地質(zhì)條件對(duì)隧道的穩(wěn)定性會(huì)產(chǎn)生不利影響,因此,在勘察設(shè)計(jì)階段對(duì)該風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行預(yù)測(cè)防護(hù)顯得尤為關(guān)鍵,而大變形風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)判斷就成為了當(dāng)前學(xué)者們的主要研究對(duì)象。其中,層次分析法[5-8]、組合賦值[9-11]在大變形風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)估中應(yīng)用較廣泛。

針對(duì)隧道大變形風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)研究,學(xué)者們引入大量數(shù)學(xué)模型,取得了較好研究成果。王志杰等[12]在層次分析法中結(jié)合經(jīng)典可拓法,建立針對(duì)在既有隧道周邊新建隧道的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型,并對(duì)模型進(jìn)行實(shí)例驗(yàn)證;楊建輝等[13]基于貝葉斯網(wǎng)絡(luò)(BN)提出1種大變形分級(jí)評(píng)估方法,通過(guò)貝葉斯敏感性分析確定風(fēng)險(xiǎn)影響因素,建立軟巖大變形風(fēng)險(xiǎn)數(shù)據(jù)庫(kù),以對(duì)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行辨識(shí)和推理;常瑤[14]結(jié)合尖點(diǎn)突變理論和多重分形波動(dòng)分析法,構(gòu)建針對(duì)高地應(yīng)力的隧道大變形判斷模型,并應(yīng)用于工程實(shí)例。

綜上所述,為克服對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)評(píng)判時(shí)存在主觀性較強(qiáng)的問(wèn)題,以及做到對(duì)評(píng)判對(duì)象有不同形式的分類、聚類及識(shí)別。本文結(jié)合AHP和物元可拓法建立大變形風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)估模型,使用三角模糊數(shù)取代1～9標(biāo)度法對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)的重要性進(jìn)行評(píng)判。由層次分析法計(jì)算得到評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重,運(yùn)用物元可拓模型計(jì)算評(píng)價(jià)目標(biāo)與安全等級(jí)的相應(yīng)關(guān)聯(lián)度,根據(jù)最大關(guān)聯(lián)度識(shí)別法判定評(píng)價(jià)目標(biāo)的最終安全等級(jí)。研究結(jié)果對(duì)隧道大變形風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)判斷及指導(dǎo)施工具有一定現(xiàn)實(shí)意義。

1 隧道大變形主要影響因素分析

1.1 圍巖巖性

隧道大變形風(fēng)險(xiǎn)產(chǎn)生的重要原因之一是在高地應(yīng)力的作用下,軟弱圍巖產(chǎn)生擠壓變形。通常情況下,隧道變形風(fēng)險(xiǎn)常發(fā)生的洞段地層巖性主要屬于軟巖,如千枚巖、頁(yè)巖等常見(jiàn)軟巖。圍巖級(jí)別是巖體力學(xué)性能優(yōu)劣的體現(xiàn),其對(duì)大變形風(fēng)險(xiǎn)的產(chǎn)生具有重大影響。而對(duì)于工程巖體的分級(jí)判定,一般從巖體結(jié)構(gòu)面結(jié)合程度、巖體完整性和巖體的抗壓強(qiáng)度等方面來(lái)劃分。

1.2 地質(zhì)構(gòu)造

圍巖結(jié)構(gòu)能夠反映巖體自身的完整性,其與巖體發(fā)生變形的機(jī)理、方式和惡劣程度關(guān)系密切。高地應(yīng)力與圍巖結(jié)構(gòu)的耦合作用會(huì)導(dǎo)致巖體強(qiáng)度應(yīng)力比值降低,驅(qū)使大變形風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)生。即使在沒(méi)有地下水的條件下,當(dāng)出現(xiàn)明顯的施工擾動(dòng),處于高地應(yīng)力作用下的層間巖體也能夠直接發(fā)生彎折劈裂,導(dǎo)致圍巖大變形。而隧址區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造,如斷層巖帶、不同的褶皺形態(tài)等都會(huì)對(duì)該耦合作用有不同程度的影響。通常地質(zhì)結(jié)構(gòu)和圍巖巖性會(huì)作為綜合因素,共同對(duì)隧道大變形風(fēng)險(xiǎn)造成影響。

1.3 水文地質(zhì)

大變形風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的另一重要原因是膨脹性礦物成分的吸水膨脹作用,因此,水文因素對(duì)大變形風(fēng)險(xiǎn)的影響作用也不可忽視。地下水的主要成分包括孔隙水和部分巖溶水,這些匯集而成的地下水對(duì)圍巖的軟化作用明顯,可降低其強(qiáng)度和承載能力,嚴(yán)重者遇水一段時(shí)間即形成接近完全泥化崩解狀態(tài),徹底喪失強(qiáng)度。此外,地下水能夠潤(rùn)滑巖層層理、導(dǎo)致圍巖本身自重增加,加劇隧道大變形的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)。評(píng)價(jià)水文因素主要從隧址區(qū)的年降雨量和巖體的透水性2方面進(jìn)行研究。

1.4 施工方法

受施工的影響,原本處于相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)的圍巖會(huì)發(fā)生變形,其表現(xiàn)為小幅震蕩變化特征。受圍巖活動(dòng)斷裂的影響,隧道洞身巖體極為松散、軟弱、破碎,加之隧道開(kāi)挖擾動(dòng)使得洞身巖體的原始應(yīng)力狀態(tài)被破壞,導(dǎo)致隧道周圍圍巖的強(qiáng)度應(yīng)力比急劇下降,產(chǎn)生顯著的變形;隧道開(kāi)挖揭穿和擴(kuò)大了地下水的排泄通道,地下水下滲、攜帶層間固體物質(zhì)流失,造成結(jié)構(gòu)面間的相互錯(cuò)動(dòng),從而導(dǎo)致巖體沿結(jié)構(gòu)面向隧道洞內(nèi)滑移變形,加劇初期支護(hù)結(jié)構(gòu)的破壞。因此,合理、恰當(dāng)?shù)氖┕し椒ㄊ欠乐勾笞冃物L(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的重要因素。此外,施工前的地質(zhì)預(yù)測(cè)、預(yù)報(bào)可為隧道工程的設(shè)計(jì)和施工提供可靠的依據(jù),是整個(gè)隧道施工不可缺少的重要一環(huán)。

2 隧道大變形評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的建立

2.1 建立評(píng)價(jià)體系

綜合考慮分析大變形風(fēng)險(xiǎn)各影響因素,并結(jié)合國(guó)內(nèi)外對(duì)大變形風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的經(jīng)驗(yàn)方法,確定對(duì)隧道大變形影響較大的基本事件,初步得到引起大變形的風(fēng)險(xiǎn)因素,并按照風(fēng)險(xiǎn)因素確定風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)體系,如表1所示。

表1 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系Table 1 Risk assessment index system

2.2 建立因素集和評(píng)價(jià)集

2.2.1 建立因素集

根據(jù)隧道大變形的特點(diǎn)和影響因素,確定各層風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo),建立隧道大變形風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的因素集合,其中包括2個(gè)層次:

1)第一層因素集A為:A={B1,B2,B3,B4}。

2)第二層因素集B1～B4分別為:

B1={C1,C2,C3}
B2={C4,C5,C6}
B3={C7,C8}
B4={C9,C10}

2.2.2 建立評(píng)價(jià)集

根據(jù)隧道大變形風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果,構(gòu)建的評(píng)價(jià)集[15]Z={Z1,Z2,Z3,Z4}。其中,Z1,Z2,Z3,Z4分別為大變形風(fēng)險(xiǎn)安全等級(jí)Ⅰ級(jí)、Ⅱ級(jí)、Ⅲ級(jí)、Ⅳ級(jí),Ⅰ級(jí)表示該隧道安全性最高,Ⅳ級(jí)表示隧道安全性最差。每個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)應(yīng)的安全等級(jí)有不同的量綱,即當(dāng)其為定性指標(biāo)時(shí),可以表達(dá)為好、一般、差、很差;當(dāng)其為定量指標(biāo)時(shí),直接用對(duì)應(yīng)的等級(jí)數(shù)值量化。

3 隧道大變形風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型

3.1 基于三角模糊數(shù)的層次分析法

三角模糊數(shù)方法給予目標(biāo)取值1個(gè)波動(dòng)范圍,并以該取值來(lái)表示概率,形如P(l,m,u)。其中,m為各基本事件P的概率值,l為其下限值,u表示其上限值?；谌悄：龜?shù)的層次分析法中,將表示評(píng)價(jià)指標(biāo)重要度的數(shù)據(jù)以三角模糊數(shù)的形式表現(xiàn)出來(lái),這2種方法的結(jié)合能夠充分利用分析目標(biāo)和評(píng)價(jià)對(duì)象本身所擁有的模糊性,引入新的角度對(duì)問(wèn)題進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

傳統(tǒng)層次分析法中評(píng)價(jià)指標(biāo)的重要度來(lái)源是評(píng)審專家對(duì)某一層次中的元素進(jìn)行相互比較,用1-9標(biāo)度法表示結(jié)果,并構(gòu)造基礎(chǔ)矩陣。而TFAHP則是在此方法上加以改進(jìn),用三角模糊數(shù)替代1～9標(biāo)度法。此外,該方法引入了自信度的概念,用每個(gè)模糊數(shù)的取值區(qū)間來(lái)反映專家對(duì)評(píng)級(jí)結(jié)果的自信程度,且區(qū)間的大小與自信度呈反比關(guān)系。由于三角模糊數(shù)的加入,相關(guān)指標(biāo)的權(quán)重計(jì)算方法也有所變化,具體計(jì)算步驟如下。

3.1.1 構(gòu)建判斷矩陣

假設(shè)評(píng)價(jià)目標(biāo)一共有h層評(píng)價(jià)準(zhǔn)則,每層評(píng)價(jià)準(zhǔn)則包含n個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)。

假定以第k-1層次的指標(biāo)Bz作為準(zhǔn)則,則針對(duì)準(zhǔn)則Bz,專家對(duì)第k層的n個(gè)指標(biāo)進(jìn)行兩兩判斷,用三角模糊數(shù)標(biāo)識(shí)評(píng)判結(jié)果,因此有模糊判斷矩陣如式(1)所示:

(1)

構(gòu)造的判斷矩陣如式(2)所示:

(2)

按照此規(guī)則依次向上判斷,最終得到準(zhǔn)則層對(duì)于評(píng)價(jià)目標(biāo)的判斷矩陣AB如式(3)所示:

(3)

3.1.2 確定權(quán)重

(4)

式中:lij,mij,uij分別代表三角模糊數(shù)的悲觀值、可能值和樂(lè)觀值,三者的取值范圍均為[0,10]的正整數(shù)。

在工程中,一般邀請(qǐng)多位專家對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行打分,針對(duì)多位專家給出的不同評(píng)判結(jié)果,可選擇運(yùn)用三角模糊數(shù)的運(yùn)算法則計(jì)算多位專家評(píng)價(jià)結(jié)果的平均值,并將其作為綜合三角模糊數(shù)參與后續(xù)計(jì)算。三角模糊數(shù)運(yùn)算法則如式(5)所示:

(5)

式中:Mi,Mj均代表任意三角模糊數(shù)。

(6)

(7)

(8)

將實(shí)數(shù)權(quán)重值進(jìn)行歸一化處理后即可得到最終權(quán)重值,歸一化處理公式如式(9)所示:

(9)

3.2 物元可拓模型

基元理論為可拓論的理論基礎(chǔ)之一,其中基元包括3部分:物元R=(N,c,v)、事元I=(d,c,v)以及關(guān)系元Q=(a,c,v)。這3部分一般用來(lái)描述物、事和關(guān)系?？赏卦u(píng)價(jià)方法[16]首先根據(jù)待評(píng)事物的數(shù)據(jù)資料將事物質(zhì)量分成若干等級(jí),確定各等級(jí)的數(shù)據(jù)范圍,然后將待評(píng)事物的指標(biāo)代入各等級(jí)集合中進(jìn)行多指標(biāo)評(píng)定,評(píng)定結(jié)果按其與各等級(jí)集合的關(guān)聯(lián)度大小進(jìn)行比較,關(guān)聯(lián)度越大,表明其與某等級(jí)集合的符合程度就越密切。主要步驟如下:

1)確定大變形風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

2)確定經(jīng)典域R0j

假設(shè)大變形安全風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)分為s個(gè)等級(jí),評(píng)價(jià)指標(biāo)有n,則經(jīng)典域物元如式(10)所示:

(10)

式中:N0j(j=1,2,…,s)為大變形風(fēng)險(xiǎn)安全等級(jí);V0jk為在安全等級(jí)j中,第k個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)經(jīng)過(guò)歸一化公式計(jì)算后的得到的區(qū)間,稱為量值域;Ek(k=1,2,…,n)為第k個(gè)該風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo);b0jk,a0jk分別為該量值域的上下限值。

3)確定節(jié)域Rp

節(jié)域物元是由每個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)在所有大變形風(fēng)險(xiǎn)安全等級(jí)下歸一化計(jì)算所得總區(qū)間中的上下限值構(gòu)成,如式(11)所示:

(11)

式中:Np為大變形風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)估等級(jí);Vpk為第k個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)Ek在所有評(píng)估等級(jí)中對(duì)應(yīng)的總量值域;bpk,apk則分別為該總量值域的上下限值。

4)確定待評(píng)價(jià)大變形物元Ri

假設(shè)評(píng)價(jià)的大變形物元有y個(gè),則第i個(gè)待評(píng)價(jià)物元如式(12)所示:

(12)

式中:Ri為某一具體的大變形風(fēng)險(xiǎn);Vik為指標(biāo)Ei的實(shí)際測(cè)量值。

5)計(jì)算綜合關(guān)聯(lián)度并確定評(píng)價(jià)等級(jí)

計(jì)算某風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)關(guān)于某一風(fēng)險(xiǎn)安全等級(jí)的關(guān)聯(lián)度公式如式(13)所示:

(13)

式中:rjk(Vjk)為第i個(gè)大變形風(fēng)險(xiǎn)中的第k個(gè)指標(biāo)與大變形風(fēng)險(xiǎn)安全等級(jí)j的單指標(biāo)關(guān)聯(lián)度。

式(13)中,ρ(Vik,V0jk),ρ(Vik,Vpk)的計(jì)算公式如式(14)所示:

(14)

待評(píng)價(jià)大變形風(fēng)險(xiǎn)與風(fēng)險(xiǎn)安全等級(jí)j的綜合關(guān)聯(lián)度計(jì)算公式如式(15)所示:

(15)

式中:rj(W0)為考慮各指標(biāo)權(quán)重后的大變形風(fēng)險(xiǎn)與安全等級(jí)j(j∈Z)的綜合關(guān)聯(lián)度;wk為第k個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重。

大變形風(fēng)險(xiǎn)與每一安全等級(jí)的關(guān)聯(lián)度是基于各個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)在該安全等級(jí)劃分時(shí)的數(shù)據(jù)范圍計(jì)算得到的,如計(jì)算大變形風(fēng)險(xiǎn)與Ⅰ級(jí)安全等級(jí)的關(guān)聯(lián)度時(shí),物元可拓法計(jì)算所用的數(shù)據(jù)為各個(gè)指標(biāo)在Ⅰ級(jí)安全等級(jí)時(shí)的取值。

4 工程實(shí)例

4.1 隧道概況

待評(píng)估隧道為分離式隧道,其中左幅長(zhǎng)9 223 m,起止樁號(hào)分別為K0+462和K9+685;右幅長(zhǎng)9 207 m,起止樁號(hào)分別為YK0+488和YK9+695。隧道線路區(qū)山脈呈近東西向展布,山脈走向與山背斜軸向基本一致,該隧區(qū)屬構(gòu)造剝蝕低中山地貌。

該區(qū)域?qū)偕礁吖壬睢⑶懈钶^大的構(gòu)造剝蝕褶皺的中低山地貌,陡坎、懸崖較多,隧道進(jìn)、出口邊坡為順向坡,且坡角略小于巖層傾角,坡面較完整。隧址區(qū)域?qū)賮啛釒Ъ撅L(fēng)氣候,雨量充沛,地表水系豐富,多屬樹(shù)枝狀水系,局部區(qū)域呈羽狀。

由于隧道大變形風(fēng)險(xiǎn)的復(fù)雜性,不同學(xué)者對(duì)于隧道大變形風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)的選取也有所不同。本文參考交通部文件[15]得出評(píng)價(jià)指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)劃分如表2所示。

表2 指標(biāo)等級(jí)劃分Table 2 Classification of indexes

為了便于計(jì)算,本文采用0～1區(qū)間轉(zhuǎn)換法,運(yùn)用式(9)歸一化處理表2中各指標(biāo),計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 歸一化處理后的指標(biāo)等級(jí)劃分Table 3 Classification of indexes after normalization

根據(jù)所選取的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo),由工程實(shí)例地勘報(bào)告分析可以得到10個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的工程勘察值,見(jiàn)表4。

4.2 建立模糊判斷矩陣

本文邀請(qǐng)30名專家,并按照職稱、年齡和從事隧道專業(yè)工作時(shí)長(zhǎng)等因素均勻分配,形成3個(gè)評(píng)估組,每組10人,對(duì)上文所選取的大變形風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)分別進(jìn)行評(píng)價(jià),并由此構(gòu)建出模糊判斷矩陣,以圍巖巖性為例取每組平均值構(gòu)建的模糊判斷矩陣如表5所示。

表5 B1C模糊判斷矩陣Table 5 Fuzzy judgment matrix of B1C

將統(tǒng)計(jì)結(jié)果運(yùn)用三角模糊運(yùn)算法則,計(jì)算求其平均值作為綜合模糊判斷值,并由此得到綜合模糊判斷矩陣,如表6所示。

表6 B1C綜合模糊判斷矩陣Table 6 Comprehensive fuzzy judgment matrix of B1C

4.3 計(jì)算各層指標(biāo)權(quán)重

1)計(jì)算C1,C2,C3的三角模糊權(quán)重

根據(jù)表6和式(6)計(jì)算可得結(jié)果如下:

由1)的計(jì)算結(jié)果,運(yùn)用公式(7)可得:

3)去模糊化

將以上數(shù)據(jù)利用式(9)歸一化處理后可得到圍巖巖性B1準(zhǔn)則層下各個(gè)指標(biāo)的權(quán)重,即WB1=[0.28,0.35,0.37]。按照上述步驟也可得到其他指標(biāo)的權(quán)重值,計(jì)算結(jié)果如表7所示。

4.4 物元可拓模型預(yù)測(cè)

根據(jù)表2和表4,將原始指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行0～1區(qū)間轉(zhuǎn)換和歸一化處理,結(jié)果如表8所示。

表8 歸一化處理后的隧道評(píng)估指標(biāo)勘察值Table 8 Survey values of tunnel assessment indexes after normalization

根據(jù)表3中的等級(jí)劃分,由式(10)確定的4種評(píng)價(jià)等級(jí)經(jīng)典域R0:

R0=

由式(11)確定的評(píng)價(jià)指標(biāo)節(jié)域Rp以及對(duì)照表8,由式(12)確定的待評(píng)價(jià)物元R:

依據(jù)式(13)～(15),可得大變形風(fēng)險(xiǎn)與各安全等級(jí)關(guān)聯(lián)度,結(jié)果對(duì)比如表9所示。

表9 模型預(yù)測(cè)結(jié)果對(duì)比Table 9 Comparison of model prediction results

由表9可知,4個(gè)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)關(guān)聯(lián)度中,Ⅱ級(jí)的關(guān)聯(lián)度最大,根據(jù)最大關(guān)聯(lián)度準(zhǔn)則,本文預(yù)測(cè)的工程實(shí)例隧道大變形風(fēng)險(xiǎn)安全等級(jí)為Ⅱ級(jí),比較安全。

4.5 現(xiàn)場(chǎng)施工比對(duì)驗(yàn)證

根據(jù)地勘資料和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查情況可知,該評(píng)估隧道洞口段,即k0+462～k0+489和k9+400～k9+685區(qū)域,地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單,未發(fā)現(xiàn)較大斷層及活動(dòng)斷裂,地表水pH值為7.31～7.82,對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)有微腐蝕性,線路區(qū)巖體均為微～弱透水巖體,因此地質(zhì)構(gòu)造和水文地質(zhì)條件較好,對(duì)大變形風(fēng)險(xiǎn)影響較小;而在圍巖巖性方面,該區(qū)域主要成分為殘坡積粉質(zhì)黏土夾碎石塊,節(jié)理發(fā)育,強(qiáng)度較低,穩(wěn)定性較差,可能發(fā)生變形;另外,隧道進(jìn)口殘坡積層主要分布于高程340 m以上的地形較緩處,為褐黃色粉質(zhì)黏土夾碎塊石,厚約1.0～1.5 m。其余地段基巖裸露,零星分布?xì)埰路e土層,厚約0.5～0.8 m。

由于覆土層厚度不均,會(huì)對(duì)隧道兩側(cè)產(chǎn)生偏壓,從而增加大變形發(fā)生的幾率。鑒于此,提出對(duì)隧道做好防排水措施,布設(shè)混凝土保護(hù)層,采取超前預(yù)報(bào)、初期支護(hù)、監(jiān)控測(cè)量等措施,對(duì)監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行分析,密切關(guān)注圍巖變形和位移的發(fā)展趨勢(shì)。由現(xiàn)場(chǎng)施工結(jié)果可知:隧道在施工開(kāi)挖過(guò)程中,僅發(fā)生輕微的圍巖變形,最大變形量為12.5 cm;其余部分未見(jiàn)明顯變形,變形量較小。由此可知,本文構(gòu)建的基于TFAHP-可拓法的隧道大變形風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型評(píng)估該隧道大變形風(fēng)險(xiǎn)安全等級(jí)為Ⅱ級(jí)(屬可接受風(fēng)險(xiǎn))是合理的。因此,該風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法具有可預(yù)測(cè)性和適用性,對(duì)隧道大變形風(fēng)險(xiǎn)安全等級(jí)判斷及指導(dǎo)施工具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

5 結(jié)論

1)本文構(gòu)建基于TFAHP-物元可拓法的大變形風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型,通過(guò)對(duì)隧道概況的分析并結(jié)合國(guó)內(nèi)外工程實(shí)例確定大變形風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)估的評(píng)價(jià)指標(biāo),構(gòu)建評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,并按照三角模糊數(shù)的運(yùn)算法則,確定各個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重。結(jié)合物元可拓模型分別計(jì)算出評(píng)價(jià)目標(biāo)與4個(gè)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)之間的關(guān)聯(lián)度。

2)根據(jù)最大關(guān)聯(lián)度識(shí)別準(zhǔn)則可確定該工程實(shí)例大變形風(fēng)險(xiǎn)安全等級(jí)為Ⅱ級(jí),比較安全。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工情況驗(yàn)證結(jié)果,認(rèn)為基于TFAHP-物元可拓法的隧道大變形風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型將該工程實(shí)例大變形風(fēng)險(xiǎn)安全等級(jí)評(píng)為Ⅱ級(jí)是合理的,可為現(xiàn)場(chǎng)施工提供技術(shù)保證。因此,該模型在對(duì)大變形風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)估上有一定的可預(yù)測(cè)性和適用性,可用于類似工程風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)估應(yīng)用。

3)基于TFAHP-物元可拓法的隧道大變形風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型可有效解決決策者對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)判時(shí)存在的主觀性較強(qiáng)的問(wèn)題。對(duì)于不同的可拓變換,物元可拓方法對(duì)評(píng)判對(duì)象有不同形式的分類、聚類及識(shí)別,使得這3項(xiàng)操作具有動(dòng)態(tài)性和可轉(zhuǎn)化性,模型具有一定的實(shí)踐價(jià)值。