山岭隧道坍塌风险评价的熵权-集对分析模型及工程应用

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针对山岭隧道坍塌风险评价的多指标性和不确定性的特点,将集对分析法与信息熵理论相结合,用于山岭隧道坍塌风险评价。首先,综合考虑隧道坍塌的孕险环境和致险因子,选取围岩级别、地下水、不良地质、初期支护刚度、开挖方法、施工技术水平和施工管理水平等主要影响因素作为评价指标。其次,将集对分析法引入到隧道坍塌风险评价中,从同、异、反的角度分析隧道稳定-失稳的确定-不确定性问题,并构建评价指标与分级标准的集对体系。然后,将坍塌风险评价指标划分为效益型指标和成本性指标两大类,基于集对分析法计算各指标的单指标联系度。同时,引入信息熵理论来确定评价指标客观权重,并将其耦合到评价指标的单指标联系度中,构建隧道坍塌风险评价的熵权-集对综合联系度评价模型。最后,利用置信度识别准则来判定最终坍塌风险等级。以宾房2号隧道为例,对右幅隧道K31+500~K31+660浅埋段进行了重点分析。评估结果与现场实际情况较吻合。结果表明:基于集对分析法建立隧道稳定-失稳的确定-不确定性,较好地解决了山岭隧道坍塌风险等级评价中多指标性和不确定性;利用修正熵权法确定指标权重,减少了人为因素影响;引入置信度识别准则来判别隧道坍塌风险,较好地弥补了最大隶属度原则取大运算造成评价结果失真缺陷。该方法评价过程合理、结果可靠,是一种有效的坍塌风险评价方法,为山岭隧道坍塌风险评价提供一条新的研究思路。
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