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基于改进博弈论组合赋权-模糊集基坑风险评估
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作者 阮永芬 梁龙元 +3 位作者 朱靖帅 施虹 乔文件 蔡龙 《自然灾害学报》 CSCD 北大核心 2024年第4期72-83,共12页
为解决基坑坍塌风险评价等级问题,优化模糊综合评价模型以提高基坑风险等级评估的准确性,从而采取有效治理措施控制基坑风险。首先,采用层次模型建立基坑坍塌风险评价指标体系,定性指标采用量化等级进行定量转化,然后引入模糊集理论建... 为解决基坑坍塌风险评价等级问题,优化模糊综合评价模型以提高基坑风险等级评估的准确性,从而采取有效治理措施控制基坑风险。首先,采用层次模型建立基坑坍塌风险评价指标体系,定性指标采用量化等级进行定量转化,然后引入模糊集理论建立评价指标模糊关系,针对传统层次分析法(analytic hierarchy process,AHP)不能处理模糊性及不完整性信息的缺点,采用D数理论改进层次法(D-AHP)确定一级指标主观权重,提高了在赋权过程中专家对指标的偏好性;为提高评价体系中风险指标权重的精确性,综合熵权法(entropy weight method,EWM)和指标相关性权重确定法(criteria importance through intercriteria correlation,CRITIC)的赋权优点,利用改进博弈论对熵权法和CRITIC法求出的二级指标权重进行组合赋权,得到二级指标客观权重,线性耦合主客观权重得到最终权重,从而建立基坑坍塌风险评价模型,根据最大隶属度原则确定基坑风险等级;同时,建立基于施工监测数据结合改进博弈论组合赋权的逼近理想解排序法(technique for order preference by similarity to an idea solution,TOPSIS)评价模型进行对比验证。结合昆明5号线某地铁基坑为例进行风险评价,结果表明:模型评价结果与实际工程情况相吻合,验证了改进博弈论组合赋权结合模糊集评价模型的正确性和可靠性,同时验证了组合赋权的合理性,为基坑风险评估提供新的参考方法。 展开更多
关键词 D-AHP 熵权法 指标相关性权重确定法 改进博弈论 模糊集 逼近理想排序法 风险评估
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泥炭质土非线性固结理论研究
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作者 阮永芬 张福禄 +2 位作者 乔文件 吴龙 谈燕 《公路交通科技》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期69-78,共10页
在泥炭质土软基固结过程中,孔隙比和渗透系数会随固结时间增加逐渐变小,导致按Terzaghi一维固结理论计算的软基固结值与实测值存在较大误差,故以滇池湖相沉积泥炭质土为研究对象,进行固结-渗透联合试验,研究泥炭质土e-σ′,k-σ′之间规... 在泥炭质土软基固结过程中,孔隙比和渗透系数会随固结时间增加逐渐变小,导致按Terzaghi一维固结理论计算的软基固结值与实测值存在较大误差,故以滇池湖相沉积泥炭质土为研究对象,进行固结-渗透联合试验,研究泥炭质土e-σ′,k-σ′之间规律,从而得到e-lgσ′,lgk-lgσ′模型,然后引入这两个模型推导出适用于泥炭质土的一维非线性固结理论,并求解出渗压指数C_(k)=1,C_(k)=2两种不同条件下的解析解。根据所取泥炭质土的C_(k)不同,当C_(k)=1时,一维非线性固结微分方程的解析解与Terzaghi一维固结方程解析解比较,仅竖向固结系数存在差异;当C_(k)=2时,一维非线性固结微分方程难以直接得到解析解,可引入激活函数得到非线性固结微分方程的一个特解。研究发现,C_(k)=1时,泥炭质土固结过程中Terzaghi一维固结理论预测沉降速率比实测快,固结完成所需时间短;推导的一维非线性固结理论预测的各时间段固结沉降值和实测值接近,预测固结完成所需的时间误差小,且上覆荷载越大St-t关系曲线与实测值越接近,推导的一维非线性固结理论预测结果越精确。研究结果可为泥炭质土类软基提供一种更为精确的固结计算方法。 展开更多
关键词 道路工程 非线性固结理论 固结-渗透联合试验 泥炭质土 土力学 渗透系数
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滇池湖相沉积泥炭土参数测定与剪切特性研究
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作者 阮永芬 蔡斯 +3 位作者 李荣玉 程芸 乔文件 蔡龙 《地震工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第2期259-268,共10页
有机质含量和含水率对泥炭及泥炭质土(简称泥炭土)的力学性质及工程特性影响都很大,但现有的规范、规程及标准对高有机质含量土的含水率(ω)及有机质含量(w u)测定标准不明确,各单位测试结果差异较大。为明确高有机质含量土的ω及w u测... 有机质含量和含水率对泥炭及泥炭质土(简称泥炭土)的力学性质及工程特性影响都很大,但现有的规范、规程及标准对高有机质含量土的含水率(ω)及有机质含量(w u)测定标准不明确,各单位测试结果差异较大。为明确高有机质含量土的ω及w u测定标准,开展不同灼烧温度及灼烧时间下的测试试验。滇池湖相沉积土的场地一般都有3~5层层状分布的泥炭土,现对不同埋深的5层泥炭土进行从低至高围压下的三轴固结不排水(CU)试验,探究不同埋深及围压下其应力-应变的变化规律及演化机理。试验发现:泥炭土随围压增大应力-应变关系曲线呈现“分层”现象,最大偏应力对应的应变随深度增加而减小,线型随围压和土样埋深而发生改变,孔隙压力系数总体随着深度的增加而减小,并提出CU试验泥炭土破坏应变控制标准。以上研究进一步加深了对泥炭土力学特性的认识,也为明确ω及w u的测定标准提供了试验依据。 展开更多
关键词 泥炭及泥炭质土(简称泥炭土) 含水率 有机质含量 剪切特性
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极限平衡法与强度折减法在边坡稳定分析中的问题讨论
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作者 吴罡 阮永芬 +2 位作者 李鹏辉 槐以高 乔文件 《贵州大学学报(自然科学版)》 2024年第5期70-77,共8页
为比较极限平衡法与强度折减法在边坡稳定分析中的区别,通过具体算例,将瑞典条分法、简化Bishop法、Janbu法等不同的极限平衡方法和有限元软件中强度折减法(SRM)应用于工程实践中,通过多种计算方法求解边坡安全系数,并对两种均质土坡稳... 为比较极限平衡法与强度折减法在边坡稳定分析中的区别,通过具体算例,将瑞典条分法、简化Bishop法、Janbu法等不同的极限平衡方法和有限元软件中强度折减法(SRM)应用于工程实践中,通过多种计算方法求解边坡安全系数,并对两种均质土坡稳定性结果进行分析。结果显示瑞典条分法可信度较低,安全系数仅为0.89。采用正交试验探讨了网格疏密对安全系数的影响,Abaqus所得等值线最深。此外,通过比较不同方法所得安全系数和临界滑动面,进一步探讨边坡失稳和滑动面搜索等问题。研究结果可对极限平衡法与强度折减法在工程中的应用提供一定的参考。 展开更多
关键词 强度折减法 边坡稳定分析 滑动面搜索 数值模拟 正交试验
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基于C-V-T模型的盾构穿越既有桥梁施工风险评估 被引量:11
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作者 阮永芬 张虔 +3 位作者 乔文件 裴利华 闫明 郭宇航 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期552-562,共11页
由于城市轨道交通建设逐年增多,新建隧道与既有桥梁间冲突愈发明显。针对盾构隧道穿越既有桥梁施工风险问题,基于系统思想引入C-V-T模型将待评工程风险划为后果严重性(C)、既有桥梁系统脆弱性(V)与新建隧道系统威胁性(T),构建致灾-承灾... 由于城市轨道交通建设逐年增多,新建隧道与既有桥梁间冲突愈发明显。针对盾构隧道穿越既有桥梁施工风险问题,基于系统思想引入C-V-T模型将待评工程风险划为后果严重性(C)、既有桥梁系统脆弱性(V)与新建隧道系统威胁性(T),构建致灾-承灾-灾后三系统风险评估流程。引入双因素突变理论并建立三级指标体系,得出既有桥梁突变级数,以定量表达脆弱性。采用交互矩阵衡量新建隧道指标间交叉影响,给出指标-系统权法,并利用多维云及正向发生器优化算法,客观表达多定量指标与定性概念间复杂映射关系及转换态势,以提升T值准确性。明确了后果严重性分级标准,给出三系统风险评估结果耦合方法,由此构建盾构穿越既有桥梁施工风险综合评估模型。将该模型应用于昆明地铁5号线穿越怡心桥工程风险评估中,评估结果与工程实际情况吻合,施工监测数据验证了评估模型的合理性、规范性与适用性。该研究成果有效保证了施工期间桥梁安全与正常使用,可为近似工程提供借鉴与参考。 展开更多
关键词 隧道工程 风险评估 多维云 盾构穿越 突变理论 交互矩阵
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盾构施工地表沉降的无监督学习预估方法 被引量:2
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作者 阮永芬 张虔 +2 位作者 乔文件 闫明 郭宇航 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第7期2270-2279,共10页
随着城市轨道交通建设的逐年增多,盾构施工引发的地表沉降问题愈发突出,传统方法难以对高原湖相沉积软土场地盾构施工沉降进行准确预测。基于无监督学习思想,结合工程经验优选10项表征指标作为输入集,据主成分分析(Principal Component ... 随着城市轨道交通建设的逐年增多,盾构施工引发的地表沉降问题愈发突出,传统方法难以对高原湖相沉积软土场地盾构施工沉降进行准确预测。基于无监督学习思想,结合工程经验优选10项表征指标作为输入集,据主成分分析(Principal Component Analysis, PCA)处理多参交互、非线性问题的能力,实现样本多参数去耦合的降维处理,得出表征指标敏感性序列,以指导控制措施的实施。利用K-means算法搜寻最优初始聚类中心,并采取多种内部评价指标优化模糊C-均值聚类(Fuzzy C-Means clustering, FCM)中心数,旨在缩短模型收敛时间并提升预测准确率。基于此优化聚类算法建立盾构施工地表最大沉降的无监督预估模型,度量样本数据的空间相似性并进行沉降值类别划分,实现工后沉降等级精准预估与施工参数调整,从而有效控制地表沉降。应用该模型对昆明地铁5号线高原湖相沉积软土场地不同里程段盾构工后沉降进行预测,并与多种算法结果进行对比分析,结果显示该模型对测试样本适应性更强,算法收敛快,预估结果精准可靠,具有较好的工程应用价值,所得研究成果与结论可为近似工程提供借鉴与参考。 展开更多
关键词 安全工程技术科学 隧道施工 地表沉降预估 无监督学习 主成分分析 聚类算法
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基于改进极限学习机模型的盾构掘进引发地表最大沉降预测 被引量:2
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作者 阮永芬 邱龙 +2 位作者 乔文件 闫明 郭宇航 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期124-133,共10页
城市地铁盾构施工引发的地面过大变形会严重影响周边构筑物的正常使用,甚至引发工程事故。针对传统预测方法中的数据维度过大容易导致精度降低、计算复杂等问题,提出了一种基于主成分分析(principal component analysis,PCA)算法和哈里... 城市地铁盾构施工引发的地面过大变形会严重影响周边构筑物的正常使用,甚至引发工程事故。针对传统预测方法中的数据维度过大容易导致精度降低、计算复杂等问题,提出了一种基于主成分分析(principal component analysis,PCA)算法和哈里斯鹰优化(Harris Hawks optimization,HHO)算法的极限学习机(extreme learning machine,ELM)预测模型。在地质、几何及盾构参数中初选14个影响因子,利用PCA算法在14维数组中分离和提取5个主成分变量作为模型的输入,利用HHO优化ELM模型的输入层权值和隐含层阈值参数,得到预测模型的最优解。以昆明轨道交通五号线怡心桥站—广福路站隧道区间监测数据进行仿真验证,并将该模型与BP神经网络、RBF、未优化的ELM模型进行对比分析。结果表明:PCA-HHO-ELM预测模型的均方根误差为0.1435、平均绝对误差为0.0262、决定系数为0.9596,相较于其他模型,该模型具有更优的预测性能;与未优化的ELM模型相比,HHO算法能够提高ELM模型的预测精度和泛化能力。PCA-HHO-ELM模型能可靠预测盾构诱发的地表最大沉降,可为类似变形预测提供一种更为可行的新思路。 展开更多
关键词 地表最大沉降 主成分分析 哈里斯鹰算法 极限学习机 沉降预测
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格构柱桩基浇筑导管卡管及错位问题探究
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作者 阮永芬 梁龙元 +2 位作者 乔文件 胡经魁 蔡龙 《建筑技术》 2023年第4期455-459,共5页
地铁基坑一般都采用地下连续墙+横向支撑+立柱桩支护形式,立柱桩上部为格构柱,下部为钻孔灌注桩。为施工方便,部分格构柱和钢筋笼焊接一起下放,但在浇筑混凝土时易出现堵塞、返浆、卡管及错位等问题,当导管发生卡管时无法继续浇筑混凝土... 地铁基坑一般都采用地下连续墙+横向支撑+立柱桩支护形式,立柱桩上部为格构柱,下部为钻孔灌注桩。为施工方便,部分格构柱和钢筋笼焊接一起下放,但在浇筑混凝土时易出现堵塞、返浆、卡管及错位等问题,当导管发生卡管时无法继续浇筑混凝土,处理不当会出现混凝土初凝导致断桩。目前工程界对卡管事故的处理方法研究甚少,为解决可能发生卡管的事故,针对导管接头法兰与格构柱发生卡结、导管错位并破坏钢筋笼等问题进行分析,并提出有效对策:首先在导管接头法兰处安装锥形套,使法兰凸出截面由小截面逐渐过渡至法兰盘大截面,避免法兰破坏钢筋笼箍筋并使其顺利下放;其次用12根Φ10mm光滑圆筋连接格构柱底端与其下第一道箍筋形成一个滑坡面,保证了导管在格构柱底端不会发生卡结。有效地解决了工程常见的卡管及错位问题,为提高工程质量及施工速度提出了新的解决思路和参考。 展开更多
关键词 地铁深基坑支护 格构柱桩 卡管 错位
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泥炭质土地基流变非线性沉降计算
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作者 陈海应 阮永芬 +3 位作者 丁海涛 施虹 乔文件 程芸 《地震工程学报》 CSCD 北大核心 2023年第6期1324-1332,共9页
泥炭质土是一种特殊的区域性软土,其上建构筑物易产生较大工后沉降,对建构筑安全影响很大。将其沉降分为三个部分:侧向变形引起的沉降、侧限条件下产生的沉降及次固结沉降,根据邓肯-张本构模型建立压缩模量与割线模量间关系,结合广义胡... 泥炭质土是一种特殊的区域性软土,其上建构筑物易产生较大工后沉降,对建构筑安全影响很大。将其沉降分为三个部分:侧向变形引起的沉降、侧限条件下产生的沉降及次固结沉降,根据邓肯-张本构模型建立压缩模量与割线模量间关系,结合广义胡克定律推导式,计算得到侧向变形产生的沉降。分别利用e-p、e-lgp及e-lnp曲线计算土压缩模量,用分层总合法计算侧限条件下的沉降。对泥炭质土进行高压固结蠕变试验,通过邓肯-张模型概念得到割线模量,并对原始五元件流变模型进行非线性改进,再引入修正系数φs对原始五元件流变模型及非线性模型进行修正;用修正后的两模型对蠕变试验曲线进行拟合,发现修正原始模型拟合效果极差,修正非线性模型拟合的相关系数都大于0.9,并得到适合描述泥炭质土蠕变的本构方程;最后采用修正后的两模型,结合分层总和法计算次固结沉降。研究结果表明泥炭质土最终沉降计算结果与实际调查结果吻合,验证了计算结果的合理性,也为泥炭质土的沉降计算提供了计算理论及能反映其蠕变特性的本构模型。 展开更多
关键词 泥炭质土 次固结沉降 分层总和法 本构模型
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