【摘要】：隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與人口增長(zhǎng),我國(guó)的軌道交通迎來(lái)了飛速的發(fā)展,而由于盾構(gòu)隧道特殊構(gòu)造特點(diǎn)與復(fù)雜的賦存環(huán)境,在隧道的運(yùn)營(yíng)期內(nèi),病害多發(fā)。滲漏水病害作為最常見(jiàn)的病害之一,不僅能直接導(dǎo)致地鐵電路破壞、列車(chē)停運(yùn),也是加劇其他類(lèi)型隧道病害的致險(xiǎn)因子,嚴(yán)重威脅隧道的安全運(yùn)營(yíng)。因此對(duì)運(yùn)營(yíng)期內(nèi)的盾構(gòu)隧道滲漏水進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)與管理,對(duì)保證地鐵隧道的安全運(yùn)營(yíng)具有重要意義�；谒淼罎B漏水的致險(xiǎn)機(jī)理分析,構(gòu)建滲漏水風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)三級(jí)指標(biāo)體系,其中包括4個(gè)二級(jí)指標(biāo)、11個(gè)三級(jí)指標(biāo)。針對(duì)滲漏水風(fēng)險(xiǎn)體系復(fù)雜、非線性關(guān)系的特點(diǎn),提出基于貝葉斯、Copula理論的運(yùn)營(yíng)隧道滲漏水風(fēng)險(xiǎn)空間相依性評(píng)價(jià)Pair-Copula貝葉斯網(wǎng)絡(luò)(PCBN)模型,并將其應(yīng)用于武漢地鐵三號(hào)線王宗區(qū)間隧道;獲取隧道不同空間分布的多個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)三級(jí)指標(biāo)實(shí)測(cè)值,確定表征三級(jí)指標(biāo)實(shí)測(cè)值空間分布規(guī)律的最優(yōu)邊緣分布和相關(guān)系數(shù),構(gòu)建并驗(yàn)證PCBN模型,通過(guò)計(jì)算確定隧道的滲漏水風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài)為基本安全;對(duì)三級(jí)指標(biāo)進(jìn)行空間相關(guān)性分析,確定封墊破損及老化率、螺栓失效率是對(duì)本隧道滲漏水影響較大的指標(biāo),將其作為關(guān)鍵指標(biāo),據(jù)此可針對(duì)性提出降低滲漏水風(fēng)險(xiǎn)的決策建議。王宗區(qū)間中滲漏水風(fēng)險(xiǎn)高發(fā)的空推段,具有小樣本數(shù)據(jù)和多源信息的特點(diǎn),提出基于支持向量機(jī)(SVM)、DS理論的滲漏水風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法,基于監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)集利用SVM獲取測(cè)試集二級(jí)風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)的基本概率分配(BPA),并進(jìn)行DS融合確定測(cè)試集各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的滲漏水風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài);針對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果中滲漏水風(fēng)險(xiǎn)較高的監(jiān)測(cè)點(diǎn),制定降低滲漏水風(fēng)險(xiǎn)的措施;并將其作為目標(biāo)監(jiān)測(cè)點(diǎn)加強(qiáng)監(jiān)測(cè),獲取三級(jí)指標(biāo)時(shí)間序列監(jiān)測(cè)值,探究風(fēng)險(xiǎn)控制措施的有效性,提出基于SVM、云模型與DS理論的滲漏水風(fēng)險(xiǎn)時(shí)間相依性預(yù)測(cè)方法;同樣基于小樣本數(shù)據(jù),利用SVM進(jìn)行時(shí)間相關(guān)性分析,獲得三級(jí)指標(biāo)實(shí)測(cè)值時(shí)間演化規(guī)律,從而進(jìn)行時(shí)間序列預(yù)測(cè)得到三級(jí)指標(biāo)預(yù)測(cè)值,并采用云模型解決預(yù)測(cè)值模糊不確定性,獲取三級(jí)指標(biāo)BPA后進(jìn)行DS融合,預(yù)測(cè)目標(biāo)監(jiān)測(cè)點(diǎn)滲漏水風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)和趨勢(shì),確定在控制措施作用下,目標(biāo)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的滲漏水風(fēng)險(xiǎn)隨著時(shí)間演化不斷降低,驗(yàn)證控制措施的有效性,為隧道滲漏水風(fēng)險(xiǎn)管理提供經(jīng)驗(yàn)。
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：U457.2
【圖文】：

定量論域 1 2, , ,mU x x x，定義iC 為 U 的一個(gè)對(duì)象的一個(gè)值，也同時(shí)為 的一個(gè)隨機(jī)的實(shí)現(xiàn)，，在云模型中稱(chēng)這種貢獻(xiàn)為確定度，并用隨機(jī)數(shù)[56]。 : U [0,1] x U x ( x)為在 上的分布情況用云(Cloud)表示， 由i 個(gè) x個(gè)云滴，故 上共有 個(gè)云滴。通過(guò)期望 ( Ex)、熵 (En )與超熵 ( He)3 個(gè)數(shù)字特為 個(gè)云滴在 這個(gè)云上分布情況的期望，熵（不確定性，其大小主要受 本身的隨機(jī)性與模糊稱(chēng)作云模型中熵（ ）的熵，即被用于衡量熵（確定性的大小。

圖 3- 2 監(jiān)測(cè)區(qū)間平面圖由于跨江段的滲漏水發(fā)生機(jī)率較高，故本文的研究范圍選自跨江段右線王宗區(qū)間設(shè)計(jì)起點(diǎn)里程右 DK9+696.728 起，向宗關(guān)方向延伸 320m 左右，如圖 3-2 所示。該區(qū)間盾構(gòu)地鐵設(shè)計(jì)為兩條內(nèi)徑為 6.2 m 的雙線隧道，左右線的線間距為 14～19 m，隧道埋深 15～42 m。其中 DK9+600 ～DK9+630 和 DK9+840 ~ DK9+920 為純盾構(gòu)法施工，長(zhǎng) 30m；DK9+630~DK9+840 為礦山法開(kāi)挖+錨噴初支+管片襯砌的復(fù)合施工方法施工，長(zhǎng) 210m。為對(duì)武漢市軌道交通三號(hào)線工程的跨江段隧道運(yùn)營(yíng)期間的滲漏水病害情況進(jìn)行評(píng)估，以進(jìn)行更好的風(fēng)險(xiǎn)管理，本研究在該區(qū)段設(shè)置了 100 個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，本文的監(jiān)測(cè)區(qū)間平面圖如圖 3- 2 所示。并獲取了 100 組的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，如表 3-2 所示。表 3- 2 王宗區(qū)間監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)點(diǎn)指標(biāo) 監(jiān)測(cè)值1 2 3 … 99 100接縫寬度/mm（V1） 1.92 2.48 2.70 … 3.73 1.20管片錯(cuò)臺(tái)量/mm（V2） 3.98 4.61 3.28 … 7.24 6.20

3.2 PCBN 模型設(shè)計(jì)1、PCBN模型的貝葉斯網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)PCBN模型設(shè)計(jì)是構(gòu)建PCBN模型的重要步驟，其主要作用是模擬滲漏水風(fēng)險(xiǎn)，從而進(jìn)行滲漏水風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)與管理。其主要思路是結(jié)合專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)初步確定風(fēng)險(xiǎn)系風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)間的經(jīng)驗(yàn)相關(guān)關(guān)系，通過(guò)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)于經(jīng)驗(yàn)相關(guān)關(guān)系進(jìn)行檢驗(yàn)，剔除不相關(guān)性的經(jīng)驗(yàn)相關(guān)關(guān)系，從而在保證風(fēng)險(xiǎn)系統(tǒng)全面性的同時(shí)簡(jiǎn)化風(fēng)險(xiǎn)系統(tǒng)。主要以下幾個(gè)部分：（1）滲漏水風(fēng)險(xiǎn)系統(tǒng)DAG結(jié)構(gòu)初步構(gòu)建依據(jù) 2.2.2 中識(shí)別出的 11 個(gè)致險(xiǎn)因子作為貝葉斯網(wǎng)絡(luò) DAG 圖的 11 個(gè)節(jié)點(diǎn)， 2.2.1 中的滲漏水病害發(fā)展機(jī)理、專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)和相關(guān)文獻(xiàn)資料，確定各個(gè)風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)經(jīng)驗(yàn)相關(guān)關(guān)系并用節(jié)點(diǎn)間的有向箭頭表示，初步構(gòu)建出滲漏水風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的貝葉絡(luò)結(jié)構(gòu)圖如下圖 3- 3 所示。

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本文編號(hào)：2788366