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原文传递软土地铁隧道结构性态评估方法研究

论文题名：	软土地铁隧道结构性态评估方法研究
关键词：	软土;地铁隧道结构;结构性态;评估模型;指标;人工神经网络;评估结果;主成分分析模型;确定性;纵向评估;专家意见;区间隧道;评估方法;分布函数;对象;病害;标的;运营;验收技术规范;数学
摘要：	由于地铁隧道特殊的空间环境以及它在城市发展中的重要战略作用，所以，它的安全性越来越受到人们的关注。为了保证地铁隧道主体结构在运营期间的安全，有必要对其进行定期的性态评估。传统的评估方法大多是在综合权衡专家意见的基础上，给出定性或半定性的评估结果，这在一定程度上反映了实际情况，但是很难使决策者对地铁的安全状况有一个准确的把握。本文针对传统方法所存在的缺陷，在评估方法的定量化方面做了一些有益的探讨。文中首先对软土地铁隧道的各类病害进行系统的总结与归纳，深入分析引起病害的内部原因和外部原因、主观原因和客观原因，提出各类病害的有效防治措施。立足于常见病害与其对结构性态的影响程度，作者建立了软土地铁隧道结构性态评估的指标体系。在确定各指标的评估标准时，不仅考虑到指标的现状，同时也考虑到指标的发展趋势对结构性态的影响，结合我国现行的地铁设计规范、施工验收技术规范、地铁保护条例和有关专家意见给各指标定出适当的评估等级，这为评估结果的客观性提供了基础。地铁隧道是一个复杂的整体，影响其结构安全的因素很多，多数因素具有不确定性，且各因素之间的关系无法用精确的数学公式来准确表达，所以文中将模糊数学理论运用到评估模型中来解决评估对象的模糊性和不确定性。在确定各指标权重时，采用层次分析法来降低人为因素的影响。在确定各指标对评估等级的隶属度时，采用二次抛物线分布函数和尖形分布函数，经过大量数据验算得出，以此两种隶属函数确定的隶属度与专家的判断基本吻合。针对各指标之间的非线性和不确定性，文中进一步建立了人工神经网络评估模型，此模型所特有的自组织、自学习、非线性动态处理及容错性强等特征，使它可以有效地解决对象的非线性问题。作者还将数理统计理论与评估模型相结合，建立主成分分析模型，此模型根据原始数据的统计规律通过数学运算得到各指标的相对权重，对各指标加权平均得到反映对象结构性态的值，此值的大小反映结构性态的优差。利用文中所建立的三种评估模型对上海地铁一号线进行横向和纵向评估。横向评估后的性态值反映各区间隧道结构性态的差异，以此为依据，对运营管理部门的重点维护对象提出建议。纵向评估结果反映某区间隧道结构性态在不同运营年限内的差异，得到性态值随服务年限增加的关系曲线。最后，简要地讨论了各评估模型的特点及今后工作进一步努力的方向。关键词：地铁隧道，性态评估，模糊综合评估，人工神经网络，主成分分析
作者：	王岩
专业：	结构工程
导师：	黄宏伟
授予学位：	硕士
授予学位单位：	同济大学土木工程学院
学位年度：	2005
正文语种：	中文