【摘要】：在我國城市化建設(shè)快速發(fā)展的背景下,由于人類的工程活動以及自然環(huán)境因素的影響,導(dǎo)致城市地下病害體越來越多,如果任由其發(fā)展,必然引起路面塌陷,給人們的生命財(cái)產(chǎn)造成很大的損失,嚴(yán)重影響著人們的交通出行。為了避免或減少由地下病害體引起的路面塌陷所造成的危害,建立一種科學(xué)、合理、有效的城市地下病害體風(fēng)險(xiǎn)評估體系尤為重要。本文以城市地下病害體為研究對象,主要研究內(nèi)容和成果如下:(1)將城市地下病害體劃分為四類,即脫空、空洞、疏松體和富水體。將城市地下病害體風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生可能性等級和風(fēng)險(xiǎn)后果等級分別劃分為五級,依據(jù)風(fēng)險(xiǎn)矩陣法將城市地下病害體風(fēng)險(xiǎn)等級劃分為五級。(2)采用指標(biāo)體系法建立城市地下病害體風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生可能性評價(jià)指標(biāo)體系,依據(jù)層次分析法計(jì)算各個(gè)評價(jià)指標(biāo)的權(quán)重,各指標(biāo)的權(quán)重計(jì)算結(jié)果如下:地下病害體規(guī)模0.122,該指標(biāo)中,地下病害體面積0.667,地下病害體高度0.333;鄰近設(shè)施0.558,該指標(biāo)中,道路、地下管線、地下構(gòu)筑物(非管線)和地面設(shè)施均為0.250,在道路指標(biāo)中,覆跨比0.800,道路現(xiàn)狀0.200,在地下管線指標(biāo)中,病害體與管線的相對位置0.570,管線脆弱性0.333,服役年限0.097;環(huán)境因素0.320,該指標(biāo)中,巖土體條件0.364,施工干擾0.364,地表荷載0.182,水環(huán)境條件0.090。采用同樣的方法建立城市地下病害體風(fēng)險(xiǎn)后果評價(jià)指標(biāo)體系并計(jì)算各個(gè)評價(jià)指標(biāo)的權(quán)重,各指標(biāo)的權(quán)重計(jì)算結(jié)果如下:地下病害體范圍0.389,建(構(gòu))筑物分布0.293,人員密集程度0.152,財(cái)產(chǎn)密度0.083,社會影響0.083。(3)采用0~100賦值對城市地下病害體風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生可能性評價(jià)指標(biāo)和風(fēng)險(xiǎn)后果評價(jià)指標(biāo)進(jìn)行量化處理。采用0~100賦值對城市地下病害體風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生可能性等級和風(fēng)險(xiǎn)后果等級進(jìn)行量化分級。風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生可能性等級:0~30為A級,30~50為B級,50~70為C級,70~90為D級,90~100為E級;風(fēng)險(xiǎn)后果等級:0~20為1級,20~40為2級,40~60為3級,60~80為4級,80~100為5級。根據(jù)各個(gè)評價(jià)指標(biāo)的權(quán)重計(jì)算結(jié)果及其量化標(biāo)準(zhǔn),采用有序加權(quán)法計(jì)算總的量化分值,對照地下病害體風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生可能性等級和風(fēng)險(xiǎn)后果等級量化標(biāo)準(zhǔn),對其進(jìn)行評價(jià)。根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生可能性等級和風(fēng)險(xiǎn)后果等級評價(jià)結(jié)果,采用風(fēng)險(xiǎn)矩陣法確定地下病害體風(fēng)險(xiǎn)等級,建立地下病害體風(fēng)險(xiǎn)評估模型。(4)利用有限元軟件ABAQUS建立九個(gè)不同的數(shù)值模型,依據(jù)數(shù)值模擬的結(jié)果,采用灰色關(guān)聯(lián)法分析典型評價(jià)指標(biāo)的靈敏度。通過分析,所選取的各個(gè)評價(jià)指標(biāo)的靈敏度依次為:地下空洞覆跨比土體內(nèi)摩擦角地表荷載土體黏聚力土體彈性模量地下空洞高度地下空洞跨徑,靈敏度分析結(jié)果與權(quán)重計(jì)算結(jié)果一致,表明由層次分析法計(jì)算得出的各個(gè)評價(jià)指標(biāo)的權(quán)重合理、可信。(5)選取甘肅省蘭州市五個(gè)典型的地下空洞工程實(shí)例,依據(jù)本文建立的風(fēng)險(xiǎn)評估模型對其進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評估。通過評估分析,所選取的五個(gè)地下空洞工程實(shí)例風(fēng)險(xiǎn)等級均為Ⅴ級。評估結(jié)果與現(xiàn)場實(shí)際情況一致,證明本文建立的城市地下病害體風(fēng)險(xiǎn)評估模型科學(xué)、合理、有效。
【圖文】：

-4]。塌陷指的是地表巖、土體在自然或人為因素的共同作用面形成具有一定規(guī)模的塌陷坑（洞）的一種地質(zhì)現(xiàn)象[5]。城市一種，塌陷的區(qū)域可能是大面積的，同時(shí)也有可能是城市路能是隨機(jī)的塌陷區(qū)域，這種塌陷區(qū)域在規(guī)模上表現(xiàn)為面積相淺，但是發(fā)生的頻率相對較高。城市道路發(fā)生塌陷，會嚴(yán)重致交通癱瘓、地下管線斷裂等，更嚴(yán)重的會導(dǎo)致車毀人亡，產(chǎn)生很大的威脅。2014 年 4 月至 12 月，，鄭州市中原路與西三的時(shí)間里就發(fā)生了 18 次的道路塌陷事故，現(xiàn)場如圖 1 1 所示陜西省西安市北三環(huán)北辰立交以西 500 米路南，道路中央突域較大，超過 10m2，深度 7～8m，一輛正在行駛的水泥罐坑，現(xiàn)場如圖 1 2 所示[7]。病害體引發(fā)的路面塌陷問題在各個(gè)城市時(shí)有發(fā)生，誘發(fā)塌陷、水文作用、工程擾動、環(huán)境干擾、巖溶塌陷和采空區(qū)等，可

圖 1 2 西安道路塌陷[7]Fig1 2 Road collapse in Xi'an[7]因素兩大主因。城市道路如果建在巖溶塌陷區(qū)，會導(dǎo)致巖溶發(fā)生塌陷，我國巖溶塌陷分布范圍很廣，主要分布在桂、黔8-9]，據(jù)統(tǒng)計(jì)，截止到 1999 年 1 月，桂林市西城區(qū)共發(fā)生 31地區(qū)的塌陷密度達(dá)到了 7.59 個(gè)/km2[10]。采空區(qū)塌陷：大面無法正常使用，同時(shí)對當(dāng)?shù)氐慕煌ㄟ\(yùn)輸系統(tǒng)也有一定的影響范圍的巖層冒落帶塌陷，并在裂隙帶與彎曲帶的累積變形的生沉降而形成沉降盆，對公路的路基、路面、天然地基以及定產(chǎn)生潛在的危險(xiǎn)[2]。土體特征：土體本身的特征是土洞產(chǎn)生中常常發(fā)育有空洞，砂土和碎石土中則很少有空洞產(chǎn)生；當(dāng)滲流力的作用下，土體中的顆粒不斷被沖蝕，隨著時(shí)間的推具有一定規(guī)模的空洞，在土體的黏聚力和自身強(qiáng)度的共同作土洞呈暫時(shí)的穩(wěn)定狀態(tài)[11]。水文地質(zhì)作用：在影響城市道路
【學(xué)位授予單位】：華北水利水電大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TU94

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2600771