摘要
为解决城市地下大空间风险评估难题,为安全施工提供理论支撑,采用工程调研统计、理论分析、试验验证等方法,针对城市地下大空间结构复杂、风险防控困难的特点,开展风险源动态识别、风险分类特征、多因素耦合风险形成机理、重大风险动态演变机理、风险评价指标及其量化标准、动态安全评价体系等研究。(1)提出城市地下大空间定义,并分为明挖、暗挖和网络化拓建三个类别。通过调研分析,总结城市地下大空间施工风险特征,并按表现形式对风险分类。(2)提出多因素耦合风险形成的机理假定,即风险因素耦合导致风险系统产生局部能量集中,风险能量突破阈值形成风险事件。提出度量施工风险系统不确定性的应变能熵的定义,推导风险因素耦合前后系统能量及熵的增量关系,建立风险多因素耦合模型。(3)根据概率论和系统论,结合工程特点给出风险演变过程的数学表达,建立风险动态演化模型,分析风险演化规律和致险环节。通过风险因素的关联影响,实现模型的动态调整。模型应用结果表明,施工风险具有阶段性特征,与施工部位和步序相关性明显,工序、结构转换节点是风险易发的关键环节。(4)用层次分析法细化地质、环境、设计、施工风险因素,建立城市地下大空间风险评估指标体系,给出指标量化标准和权重。(5)基于城市地下大空间施工安全风险因素耦合演化特点,建立相应的评估体系。结合现场监测数据和施工过程,开发了相应的风险评估系统平台。