一种基坑隧道工程安全风险预警测判方法_2

文档序号:9376061阅读:来源:国知局
对象及项目的工程监测实测值达到85% (含)以上时,为 橙色预警;监测对象及项目的工程监测实测值超过控制值(含),为红色预警等。采用不同 的颜色是区分工程安全风险程度的一种技术手段,并不是为了美观等非技术目的。
[0022] 为便于计算机程序自动实现,对各级影响因素或安全预警色级(黄、橙、红)赋以 一定的数值范围,计算公式如下:
[0023]
[0024] 同时,根据工程经验,预设给出各级影响指标因素的预警相对权重值或隶属度值, 且同一级影响指标因素的预警相对权重值之和为1,如:Σ (α1+α2) =1,Σ (β1+β2)= 1,Σ (δ 1+δ2) = 1,Σ (λ1+λ2) = 1 等。
[0025] (四)进一步,所述步骤三中,针对存在第四级指标参数的三级预警指标项目,根 据步骤二所获取的第四级指标参数的实际预警值及权重值,分别按照下式进行权重计算, 进而得到第三级单因素权重矩阵值(U 333):
[0026] U333= W 333 ^ λ ^ff333 ^ λ j (4-1)
[0027] 式中,W333 ^为各第四级指标参数的实际预警值。(如对Will,W 333 i ,分别为累 计变化量预警Wllll和变化速率预警W1112 ; A1 j为四级指标参数所占对应的第三级预警 的相对权重或隶属度(如对Will,针对累计变化量预警Will 1相对于Will的权重λ i可设 为0. 45,变化速率预警W1112的λ 2则为〇. 55)。
[0028] (五)进一步,所述步骤四中,针对各第三级预警指标项目(如W111、W112、W121、 W211等),根据步骤二所获取的第三级指标参数的实际预警值、发生数量或步骤三所计算 得到的第三级指标参数的预警指标,结合各第三级预警指标预先给定的权重值或隶属度 值,进行权重计算,从而得到各第二级影响指标的权重矩阵值(U 22):
[0029] U22= W 333 ^ δ ^I1 (y) +W333 ^ δ ^l j (y) (5-1)
[0030] 式中,W333 ^ ,为各三级指标参数的实际预警指标或计算预警指标值;δ p ,为对 应三级指标参数所占二级预警的权重值或隶属度值(如对W22,针对围岩土体压力变化值 预警1221的S1可为0.6,孔隙水压力变化值预警1222的δ j则为0.4) 为各三 级预警指标的实际发生数量对应的预警调整系数,针对存在第三级指标参数的二级预警指 标项目,主要针对存在第三级指标参数的二级预警指标项目(如Wll、W22),根据工程经验, 具体计算函数公式为:
[0031]
[0032] 式中,y为整数,由步骤二确定。
[0033] (六)进一步,所述步骤四中,可得到各第二级影响指标的权重矩阵值(U1),计算 公式如下:
[0034] U1= W 22 ^li(Z)+W22 j*l j(z) (5-3)
[0035] 式中,对存在三级指标参数的第二级预警指标项目(如W11、W22),根据公式(5-2) 取得具有实际发生数量的二级预警指标的预警调整系数I 1 (z)。W22 i ^为各二级指标参数 的计算预警指标值。
[0036] (七)进一步,所述步骤五中,针对各第一级预警指标项目(如W1、W2),根据步 骤四所获得的一级预警指标参数的预警指标,结合步骤二给出的各一级预警指标的相对权 重或隶属度,进行权重计算,从而得到该基坑隧道工程的权重矩阵值U,综合模糊评判公式 为:
[0037] U = W1 a ^ff1 ^ a s (6-1)
[0038] 式中,W1 i ^为各二级指标参数的计算预警指标值;
[0039] 最后,根据最大隶属度原则,可得该基坑隧道工程的最终综合性安全预警指标W。
[0040] 采用上述技术特征的一种基坑隧道工程安全风险预警的测判方法,具有以下优 占.
[0041] 本发明在全面、系统地梳理分析了基坑隧道工程各类监测项目或影响因素、监测 数据间相互关系及对安全影响相对程度等的基础上,通过层次分析、模糊综合评判等方法, 并采用计算机领域的技术手段,给出了一种直接、智能化和及时获取的工程安全风险综合 预警方法,最大程度地发挥了工程监测数据及其预警指标在工程安全的技术支撑作用和安 全风险预防预控效果。
【附图说明】
[0042] 图1为本发明实施例的基坑隧道工程安全风险的监测流程图;
[0043] 图2为本发明实施例的基坑隧道工程的监测项目及预警点平面分布图;
[0044] 图3为本发明实施例的基坑隧道工程的监测项目剖面分布图;
[0045] 图4为发明的实施例基坑隧道工程的典型监测项目实测值及预警情况表;
[0046] 图5-10为本发明实施例的基坑隧道工程的各三级、四级预警的监测时程曲线及 预警情况图。
【具体实施方式】
[0047] 为更进一步阐述本发明为达到预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合 附图和较佳实施例,对本发明的结构、特征以及功效详细说明如后。
[0048] 如图2-10所示为本发明的一个实施例,该实施例包括五个三级指标参数(即监 测项目)及其下一级(四级)的指标参数(即累计变化量预警和变化速率预警),具体为: W333 !-地表沉降;W333 2-管线变形;W333 3-支撑轴力;W333 4-粧顶水平位移;W333 5-粧体变 形。
[0049] 图5记录的是支撑轴力测点ZL-07-03时程变化曲线及预警情况,可以看出速率与 累计值均远小于控制值。
[0050] 图6记录的是地表沉降测点DB-02-17时程变化曲线及预警情况,可以看出局部时 段变形速率超过控制值。
[0051] 图7记录的是粧顶水平位移测点ZQS-19时程变化曲线及预警情况,可以看出速率 与累计值均较小。
[0052] 图8记录的是支撑轴力测点ZL-07-03时程变化曲线及预警曲线,可以看出速率与 累计值均较小。
[0053] 图9记录的是地表沉降测点DB-02-11时程变化曲线及预警情况,可以看出累计值 超过控制值,橙色监测预警。
[0054] 图10记录的是管线沉降测点WGXC-04-07时程变化曲线及预警情况,可以看出累 计值超过控制值,橙色监测预警。
[0055] 根据实测数据及预警指标情况,W333 3 (支撑轴力)、W333 4 (粧顶水平位移)、W333 5 (粧 体变形)的监测指标均没有发生风险或预警情况,后续计算中不再涉及;同时,W333 1 (地表 沉降)、W333 2 (管线变形)的监测预警指标只发生在四级指标的累计变化量上,因此其预警 影响权重A1存在(根据经验取为0.45),而变化速率未发生预警,λ 2为〇。相当于步骤三 及公式(4-1)。
[0056] 对W333-1 (地表沉降)和W333-2 (管线变形)两个三级监测指标,根据经验,将其 所占二级指标的影响权重均取为0.5。根据工程实测数据,W333 1 (地表沉降)指标发生了 2 个黄色预警和3个橙色预警,W333 2 (管线变形)指标发生了 6个橙色预警,根据公式(2-1), 黄色预警取 1. 5,橙色预警取 3。那么 W22 i= [L 5*0. 45*0. 5*(2/2)+3*0. 45*0. 5*(3/2)]+ [ 4*0
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