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基于集对分析—组合赋权法的重力式挡土墙安全评估技术研究

余嘉铖

基于集对分析—组合赋权法的重力式挡土墙安全评估技术研究

余嘉铖1
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作者信息

  • 1. 西南交通大学
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摘要

重力式挡土墙是一种常用的边坡支挡结构。我国石料资源较为丰富,且取材较方便,施工工艺简单,其得以被我国岩土工程领域广泛采用。然而,重力式挡土墙在投入使用到一定年限后,在外在环境与内部土工参数变化等影响下,挡土墙往往会发生各种病害,如墙面渗水、砂浆松动、伸缩缝错开、墙顶平台开裂等。出现这些病害将导致挡土墙失稳破坏,甚至造成严重的安全隐患。目前,我国尚未颁布重力式挡土墙安全评估的相关规范和标准,也还没有一套完善、可靠的评估体系。因此,本文对重力式挡土墙安全评估技术的进一步研究具有重要的现实意义。 本文参考支挡结构或其他领域安全评估已有的研究成果,结合新型安全评估理论,进一步对重力式挡土墙的安全评估方法深入研究。主要研究成果与结论如下: (1)根据重力式挡土墙安全评估步骤,对常见病害分析,得出病害发生的四点共性原因。识别出安全评估工作的4个一级指标和24个二级指标。构建以合格、较合格、较不合格、不合格四级评语集为基础的重力式挡土墙安全评估指标体系。 (2)通过对重力式挡土墙安全评估常用赋权方法比较分析,提出基于改进层次分析法的主观赋权与基于修正熵权法的客观赋权为基础的博弈论组合赋权法。以避免专家评分过程中的模糊分辨,矩阵传递不一致,不合理信息熵值等问题。博弈论理论对主客观权重进行竞争组合,可得到最优的权值分配。计算得出4个一级指标权重由大到小依次为:受力状态指标I4、外观状态指标I2、自然环境状态指标I1、内部状态指标I3。 (3)对常用的评估方法进行介绍,分别阐述其各自优缺点。引入集对分析理论将评估中的确定性与非确定性信息组成集对,从集对层面进行分析,得出各指标实际值与各等级区间的同异反联系度,计算各指标半偏减法集对势对安全指标宏观层面做出趋势预测。最后通过最大隶属度及置信度准则判断安全等级。建立基于集对分析-组合赋权法的重力式挡土墙安全评估模型,其适用性强,可靠性较高。并基于此模型开发出相应的重力式挡土墙安全评估可视化系统。 (4)结合具体工程实例,利用建立出的评估模型对实际挡土墙的安全状况进行评估,确定其安全等级,预测其状况发展趋势,并给出处理建议。验证了该模型的易操作性、可靠性与准确性。

关键词

重力式挡土墙/安全评估/博弈论组合赋权/集对分析模型/可视化系统/安全评估方法

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授予学位

硕士

学科专业

建筑与土木工程

导师

刘昌清

学位年度

2022

学位授予单位

西南交通大学

语种

中文

中图分类号

U2
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