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原文传递岩溶隧道突涌水风险评价研究

论文题名：	岩溶隧道突涌水风险评价研究
关键词：	隧道施工;岩溶隧道;突涌水;风险评价;未确知测度
摘要：	我国岩溶地貌占国土面积的1/3，隧道在建设过程中经常遇到岩溶地质。由于岩溶地区具有复杂的地质构造、充沛的地下水源、脆弱的生态环境，使得隧道施工中突涌水灾害频繁发生。为降低风险事故发生的概率，确保在岩溶地区能够顺利的进行隧道施工，对岩溶隧道突涌水风险进行评价研究，不仅能够识别风险的种类，还可以预测风险发生的可能性，对风险较高地区提前做好风险防范，保证作业人员的安全，减少事故带来的损失，使得隧道工程的建设能够在岩溶地区顺利进行。　　本文以岩溶地区为研究背景，对岩溶发育方式及突涌水形成条件进行分析，总结岩溶地区主要灾害来源。主要分析了负地形、岩层分界面、褶皱构造、断层构造，四类不同地质构造在岩溶侵蚀作用下的形成过程。详细阐述了裂隙型、管脉型、溶洞型、暗河型四种蓄水构造对隧道突涌水发生状态的不同表现形式。从隧道突涌水发生的临界状态出发，研究了发生突涌水时的围岩平衡状态以及围岩隔水层安全厚度。由此得出隧道突涌水风险来源主要与地质构造、水文条件以及隧道特征有关，将这三类作为一级风险指标，细化选取15个二级风险指标，构建风险评价指标体系，将岩溶隧道突涌水划分为五个风险等级，分别为：风险极低（Ⅰ），风险较低（Ⅱ），风险中度（Ⅲ），风险较高（Ⅳ），风险极高（Ⅴ），并对各个风险指标进行等级的划分及指标的描述说明。　　对常用赋权及评价方法进行对比分析，依据岩溶隧道突涌水风险指标特性，选取适用于本文的方法模型，利用IGAHP法计算主观权重，遗传算法优化的投影寻踪模型计算客观权重，博弈论加权组合确定综合权重，构造主客观两种赋权法的最佳组合状态，解决主客观权重决策值之间的矛盾关系，找到各指标权重之间的最小化差值，得到最协调的决策权重指标值。通过数学模型与MATLAB编程共同计算，提高计算的准确性，得到最终权重结果。在此基础上，引入未确知测度模型进行综合评价，通过绘制单指标测度图来表现突涌水风险程度，利用多指标加权综合测度及置信度原则来确定风险等级。最后，选取所处岩溶发育地区的九顶山隧道作为研究对象进行案例分析，根据3个隧洞的指标数据信息，利用本文构建的风险指标体系以及风险评价模型，对研究对象的三个隧洞进行突涌水风险计算分析。结果表明，隧洞O1的突涌水风险等级为Ⅲ级突涌水风险，隧洞O2、O3为Ⅱ级风险，说明隧洞O1风险等级为中度，隧洞O2、O3风险等级较低。将隧道开挖情况与评价结果进行分析对比，得到实际结果与评价结果基本一致，验证了本文构建的指标体系与风险评价模型的适用性，同时完善了岩溶隧道突涌水风险评价知识体系，也为岩溶隧道突涌水风险预测及灾害防控提供一定的理论基础。
作者：	刘巧梅
专业：	土木工程建造与管理
导师：	李爱春
授予学位：	硕士
授予学位单位：	兰州交通大学
学位年度：	2022