第41卷第5期2023年5月水电能源科学WaterResourcesandPowerVol.41No.5May2023DOI:10.20040/j.cnki.1000-7709.2023.20221465基于多因子遴选和灰色聚类矢量投影法的隧洞塌方风险评价方法及应用张建明a,b,侍克斌a,b,善鸿泽a,石仁义a,符涛a,卢志鹏a(新疆农业大学a.水利与土木工程学院;b.新疆水利工程安全与水灾害防治重点实验室,新疆乌鲁木齐830052)摘要:由于隧洞塌方风险评价涉及众多模糊因素且评价方法复杂,因而造就了评价体系构成灰色体系、评价方法适用性不高、难以准确评估隧洞塌方风险等级的问题。基于此,运用灰色系统基本思想及矢量投影原理,提出了一套基于灰色矢量投影法的隧洞塌方风险评价模型,在综合分析复杂地层条件下隧洞塌方的影响因素基础上,采取顾及到决策者观点差异程度的群层次分析法(GAHP)对预选评价指标体系进行降维遴择,继而根据综合决策权重系数遴选出能够充分反映塌方机理迥异、具有代表性和区分度高的13个优选评价指标,在此基础上建立隧洞塌方风险优选评价指标体系;此外,引入灰色群组聚类(GGC)和反熵权法(AEW)分别确定主、客观单层次排序权重;利用改进博弈论组合赋权(ICWGT)获得最佳综合权重分配系数,确定指标总层次排序权重;最后根据此模型对隧洞塌方风险进行评估验证。研究结果表明,隧洞塌方风险评价等级与实际开挖情况吻合度较高,验证了该模型的可靠性及准确性。关键词:隧洞塌方;风险评价;灰关联投影;指标遴选;灰色群组聚类;改进博弈论组合赋权中图分类号:TV554;U458.3;X947文献标志码:A文章编号:1000-7709(2023)05-0121-05收稿日期:2022-07-13,修回日期:2022-08-10基金项目:“新疆水利工程安全与水灾害防治重点实验室”2022年研究项目(ZDSYS-YJS-2022-08)作者简介:张建明(1999-),男,硕士研究生,研究方向为超长隧洞施工规划理论与技术,E-mail:zjmchnxj@163.com通讯作者:侍克斌(1957-),男,博士、教授、博导,研究方向为水利工程,E-mail:xndsg@sina.com1引言隧道塌方为隧道工程中极为常见的地质灾害,尤其深埋超特长输水隧洞地质条件极其复杂,发生塌方事故的概率极大,因此精准评估隧洞塌方风险是亟待解决的重要问题。近年来对隧洞风险评估模型进行了大量研究,如有功效系数法、贝叶斯网络与故障树分析相结合、突变理论模型、属性识别模型,风险矩阵法、可拓综合评价模型、人工神经网络、可拓云模型等,但这些方法均有局限性,在隧洞塌方风险等级评估中,由于塌方风险等级与评价指标呈现出高度的非线性、评价等级界限存在随机性、评价因...
