基于改进um模型的引水隧洞安全评价

基于改进um模型的引水隧洞安全评价

1基于地质成果的西部城市人工干预段及其安全评价中国是一个缺水的国家。时间和空间上的水资源分布极不平衡。由于缺水地区水资源不足，该地区的经济发展缓慢，尤其是中国西北部。为此我国投资建设了大量的引调水工程，用以解决西部地区缺水问题，促进西部地区经济协调发展国内外许多学者对长距离引调水工程进行了研究，研究方向包括深埋长大隧洞支护设计、衬砌结构支护以及围岩变形和稳定性等本文在以上学者研究的基础上，构建针对西北寒旱地区的引水隧洞结构的安全评价模型。结合实际考虑选取针对西北地区引水隧洞的13项评价指标。采用改进G2-反熵权法主客观权重赋权法确定各项评价指标的权重，即可以避免人为因素过多的主观影响，又可以充分遵循客观事实。评价方法上提出未确知测度理论，利用置信度准则确定引水隧洞的安全等级。2项目和评估方法2.1案例研究本文案例选取引大入秦工程总干渠12.2联合赋权法G2法又名唯一参照物比较判断法，专家的主观信息和风险意识可以直观体现，是一种主观赋权法2.2.1其他指标参照物专家在评价指标集合中选出来一个他认为相对于其他指标最不重要的指标作为参照物，记为X(1)根据每个指标的均值x珋(2)根据变异系数确定指标X(3)计算指标权重:2.2.2抗熵法反熵权法是依据各项指标提供的信息量大小来确定指标权重的方法(1)计算指标的反熵值:式中:h(2)根据反熵值计算客观权重w2.2.3拉格朗日最优大乘方法组合法的赋权通过改进G2法和反熵权法可分别计算主观权重和客观权重，得到综合权重2.3测量的理论原则假设某一个具体的引水隧洞有n个待评价的洞段，将待评价的洞段用向量集合表示为:R={R2.3.1单指标测量评价矩阵用μ2.3.2综合评价矩阵是多指标的综合评价矩阵令μ式中:w2.3.3引入可靠性评估标准{C2.4原则性指标选取引水隧洞涉及评价指标众多，指标间相互关联形成一个复杂的评价体系。因此在遵循科学性、目的性、可操作性的原则上指标尽量选取全面。西北地区属于寒冷干旱区段，气温起伏大，极易对建筑物产生冻融破坏，并且地下水中的SO根据单指标测度函数以及表1各指标的评价等级，确定13项评价等级区间的中间数，进而建立未确知函数图形3分析与讨论的结果3.1跨流域水泵工程引大入秦工程被称为“中国的地下运河”，是我国投巨资建设的跨流域调水工程。该工程跨越甘肃和青海两个省区。总干渠从天堂寺引水，全长86.79km，设计流量32m3.2构造单指标未确知测度矩阵将表2中各洞段的指标数值代入图1(a)～1(m)对应的单指标未确知测度函数中，可以得到各个洞段的单指标未确知测度矩阵，以洞段4+247.01m～4+281.60m为例，单指标未确知测度矩阵如下:3.3确定组合权重分别利用公式(3)、(6)、(7)确定4个洞段的主观权重、客观权重和组合权重，结果如表3所示。3.4计算多指标综合测量评价矩阵根据计算得到4个洞段指标组合权重，结合上式的单指标测度矩阵，分别计算得到4个洞段的多指标综合测度评价向量。3.5两次判断的洞段安全意识取置信度λ=0.5，根据多指标综合测度评价向量以及置信度识别准则，对于4+247.01m～4+281.60m洞段而言，从大到小:0.0979+0.5710=0.6689>λ=0.5，则判定该洞段的安全等级为B级;从小到大:0.1639+0.1672+0.5710=0.9021>λ=0.5，同样判定该洞段的安全等级为B级。由此可见，两次判断的该洞段安全等级一致，可以判定4+247.01m～4+281.60m洞段安全等级为B级。同理可计算其他洞段的安全评价等级，具体结果如表4所示。3.6验证结果与对比(1)根据现场考察1(2)通过指标权重计算(见表3)发现漏水状态、衬砌变形速率、裂缝状态、冻害权重较高，对引水隧洞结构安全影响较大，在引水隧洞运营期间应对这4项指标加强监控与管理。(3)将本文的评价结果与典型的BP神经网络方法评价结果及现场实际情况进行对比，结论基本一致。洞段4+757.50m～4+797.00m与洞段5+071.00m～5+135.00m本文评价等级和BP神经网络评价等级均为C级，表示结构存在轻微破坏，但仍需要适度的维修加固处理。洞段4+247.01m～4+281.60m和洞段6+240.00m～6+346.26m本文评价等级和BP神经网络评价等级均属于B级，表示结构存在较严重破坏，需要进行大范围的整改维修加固处理。4采用改进3g法与反熵权法进行权重组合(1)引水隧洞结构安全评价体系涉及指标较多，指标间联系复杂，相互制约。本文综合考虑了4个一级指标，包括衬砌强度和裂缝长度在内的13个二级指标，并按照相关等级划分标准进行划分。运用改进G2法与反熵权法进行权重组合，既充分考虑了客观