岩溶地层地铁施工盾构区间风险评价方法及系统技术方案

公开了一种岩溶地层地铁施工盾构区间风险评价方法及系统。该方法可以包括：针对区间进行统计分析，获得特征工况模型，建立溶洞位于不同位置的位移云图；对区间进行网格划分，获得网格化区间图，进而计算溶洞所占网格数的比例；建立岩溶对施工因素的层次结构，根据位移云图与溶洞所占网格数的比例，确定区间内各个区段的每个施工因素的重要程度；根据重要程度，确定每个施工因素的权重系数判断矩阵，计算每个施工因素的权重系数；根据每个施工因素的权重系数，确定区间内各个区段的危险程度。本发明专利技术通过溶洞情况比较出对施区间域影响较大的因素，进而获知各区段的危险程度，对后续处理具有重大意义。

【技术实现步骤摘要】
岩溶地层地铁施工盾构区间风险评价方法及系统
本专利技术涉及岩溶地层地铁施工领域，更具体地，涉及一种岩溶地层地铁施工盾构区间风险评价方法及系统。
技术介绍
我国城市化进程已经进入到加速发展阶段，由于地铁具有安全、快速、便捷的特点，所以愈来愈多的城市开始修建地铁，而岩溶问题是地铁工程建设中面临的主要地质难题之一。由于岩溶分布广泛，我国交通基础设施建设和发展都会受到影响。在岩溶地区修建地下工程，如城市轨道交通建设中的地铁隧道工程与地铁车站基坑工程，施工过程中由于岩溶地质条件而造成的的突水、突泥已经成为最为严重的灾害之一。2009年10月，克罗地亚召开了《2009年欧洲岩石力学学术大会》，此次学术大会的主题为“困难地层条件下的岩石工程—软岩与岩溶”，主要讨论了岩溶地区的工程地质水文条件、岩石性质测试方法、设计分析方法以及开挖支护等问题。从此次会议的举办中可以看出世界各国对岩溶问题的重视，现在，随着对环境岩土工程和地质灾害的深入研究，岩溶问题的发展迅速。地球上约有15％的地形是喀斯特岩溶地貌，中国是世界上岩溶分布最广泛的国家之一。在中国境内，可溶岩分布面积达365万平方千米，超过中国国土总面积的1/3。而近年来，随着地下结构被广泛接纳和使用，与岩溶相关的各种研究也随之愈来愈多。常用的方法有：数学模型方法、数值分析方法。从20世纪40年代开始，有限差分法(FDM)便广泛应用于工程分析中。60年代有限单元法(FEM)在岩土工程中得到应用，有限单元法在土工渗流、固结、稳定和变形分析等各个领域得到广泛的应用。为了解决不连续介质的问题，发展了离散单元法(DEM)和非连续变形分析法(DDM)。近年来还发展了流形元法(MM)。在岩土力学中还会遇到一些大应变问题，快速拉格朗日法(FLAC)以连续介质力学为基础，利用差分公式，允许介质有大的变形。目前国内很多学者利用数值分析方法对实际工程进行数值模拟。常用的方法有：有限元法、离散单元法、非连续变形分析法、流形元法、快速拉格朗日法、数值分析方法，但是都无法分析出各危险因素对施区间域影响的大小。因此，有必要开发一种岩溶地层地铁施工盾构区间风险评价方法及系统。公开于本专利技术
技术介绍
部分的信息仅仅旨在加深对本专利技术的一般
技术介绍
的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
本专利技术提出了一种岩溶地层地铁施工盾构区间风险评价方法及系统，其能够通过溶洞情况比较出对施区间域影响较大的因素，进而获知各区段的危险程度，对后续处理具有重大意义。根据本专利技术的一方面，提出了一种岩溶地层地铁施工盾构区间风险评价方法。所述方法可以包括：针对区间进行统计分析，获得特征工况模型，建立溶洞位于不同位置的位移云图；对区间进行网格划分，获得网格化区间图，进而计算溶洞所占网格数的比例；建立岩溶对施工因素的层次结构，根据所述位移云图与所述溶洞所占网格数的比例，确定所述区间内各个区段的每个施工因素的重要程度；根据所述重要程度，确定每个施工因素的权重系数判断矩阵，计算每个施工因素的权重系数；根据每个施工因素的权重系数，确定所述区间内各个区段的危险程度。优选地，所述权重系数为：其中，为第i个施工因素的权重系数，Cij为该施工因素所在权重系数判断矩阵中的参量。优选地，还包括：将每个施工因素的权重系数进行标准化，获得标准化后的各个施工因素的权重系数；根据标准化后的每个施工因素的权重系数，确定所述区间内各个区段的危险程度。优选地，所述标准化后的权重系数为：其中，ai为标准化后的第i个施工因素的权重系数。优选地，还包括：根据标准化后的每个施工因素的权重系数，计算所述区间内各个区段的权重比例，所述权重比例最小的区段为危险程度最大的区段。根据本专利技术的另一方面，提出了一种岩溶地层地铁施工盾构区间风险评价系统，其特征在于，该系统包括：存储器，存储有计算机可执行指令；处理器，所述处理器运行所述存储器中的计算机可执行指令，执行以下步骤：针对区间进行统计分析，获得特征工况模型，建立溶洞位于不同位置的位移云图；对区间进行网格划分，获得网格化区间图，进而计算溶洞所占网格数的比例；建立岩溶对施工因素的层次结构，根据所述位移云图与所述溶洞所占网格数的比例，确定所述区间内各个区段的每个施工因素的重要程度；根据所述重要程度，确定每个施工因素的权重系数判断矩阵，计算每个施工因素的权重系数；根据每个施工因素的权重系数，确定所述区间内各个区段的危险程度。优选地，所述权重系数为：其中，为第i个施工因素的权重系数，Cij为该施工因素所在权重系数判断矩阵中的参量。优选地，还包括：将每个施工因素的权重系数进行标准化，获得标准化后的各个施工因素的权重系数；根据标准化后的每个施工因素的权重系数，确定所述区间内各个区段的危险程度。优选地，所述标准化后的权重系数为：其中，ai为标准化后的第i个施工因素的权重系数。优选地，还包括：根据标准化后的每个施工因素的权重系数，计算所述区间内各个区段的权重比例，所述权重比例最小的区段为危险程度最大的区段。本专利技术具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述，这些附图和具体实施方式共同用于解释本专利技术的特定原理。附图说明通过结合附图对本专利技术示例性实施例进行更详细的描述，本专利技术的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本专利技术示例性实施例中，相同的参考标号通常代表相同部件。图1示出了根据本专利技术的岩溶地层地铁施工盾构区间风险评价方法的步骤的流程图。图2示出了根据本专利技术的一个实施例的L1-1子区段的网格化区间图的示意图。图3示出了根据本专利技术的一个实施例的L1-2子区段的网格化区间图的示意图。图4示出了根据本专利技术的一个实施例的溶洞位于隧道上方的竖向位移云图的示意图。图5示出了根据本专利技术的一个实施例的溶洞位于隧道下方的竖向位移云图的示意图。图6示出了根据本专利技术的一个实施例的溶洞位于隧道周围的竖向位移云图的示意图。图7示出了根据本专利技术的一个实施例的施工因素的层次结构的示意图。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本专利技术。虽然附图中显示了本专利技术的优选实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本专利技术而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本专利技术更加透彻和完整，并且能够将本专利技术的范围完整地传达给本领域的技术人员。图1示出了根据本专利技术的岩溶地层地铁施工盾构区间风险评价方法的步骤的流程图。在该实施例中，根据本专利技术的岩溶地层地铁施工盾构区间风险评价方法可以包括：步骤101，针对区间进行统计分析，获得特征工况模型，建立溶洞位于不同位置的位移云图；步骤102，对区间进行网格划分，获得网格化区间图，进而计算溶洞所占网格数的比例；步骤103，建立岩溶对施工因素的层次结构，根据位移云图与溶洞所占网格数的比例，确定区间内各个区段的每个施工因素的重要程度；步骤104，根据重要程度，确定每个施工因素的权重系数判断矩阵，计算每个施工因素的权重系数；步骤105，根据每个施工因素的权重系数，确定区间内各个区段的危险程度。在一个示例中，权重系数为：其中，为第i个施工因素的权重系数，Cij为该施工因素所在权重系本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种岩溶地层地铁施工盾构区间风险评价方法，其特征在于，包括：针对区间进行统计分析，获得特征工况模型，建立溶洞位于不同位置的位移云图；对区间进行网格划分，获得网格化区间图，进而计算溶洞所占网格数的比例；建立岩溶对施工因素的层次结构，根据所述位移云图与所述溶洞所占网格数的比例，确定所述区间内各个区段的每个施工因素的重要程度；根据所述重要程度，确定每个施工因素的权重系数判断矩阵，计算每个施工因素的权重系数；根据每个施工因素的权重系数，确定所述区间内各个区段的危险程度。

【技术特征摘要】
1.一种岩溶地层地铁施工盾构区间风险评价方法，其特征在于，包括：针对区间进行统计分析，获得特征工况模型，建立溶洞位于不同位置的位移云图；对区间进行网格划分，获得网格化区间图，进而计算溶洞所占网格数的比例；建立岩溶对施工因素的层次结构，根据所述位移云图与所述溶洞所占网格数的比例，确定所述区间内各个区段的每个施工因素的重要程度；根据所述重要程度，确定每个施工因素的权重系数判断矩阵，计算每个施工因素的权重系数；根据每个施工因素的权重系数，确定所述区间内各个区段的危险程度。2.根据权利要求1所述的岩溶地层地铁施工盾构区间风险评价方法，其中，所述权重系数为：其中，为第i个施工因素的权重系数，Cij为该施工因素所在权重系数判断矩阵中的参量。3.根据权利要求2所述的岩溶地层地铁施工盾构区间风险评价方法，其中，还包括：将每个施工因素的权重系数进行标准化，获得标准化后的各个施工因素的权重系数；根据标准化后的每个施工因素的权重系数，确定所述区间内各个区段的危险程度。4.根据权利要求3所述的岩溶地层地铁施工盾构区间风险评价方法，其中，所述标准化后的权重系数为：其中，ai为标准化后的第i个施工因素的权重系数。5.根据权利要求4所述的岩溶地层地铁施工盾构区间风险评价方法，其中，还包括：根据标准化后的每个施工因素的权重系数，计算所述区间内各个区段的权重比例，所述权重比例最小的区段为危险程度最大的区段。6.一种岩溶地层地铁施工盾构区间风险评价系统，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：李炜明，伊芸，任虹，
申请(专利权)人：武汉轻工大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42