暴雨情景下深基坑工程灾害风险评价研究

作     者：乔欢 

作者单位：武汉理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：王军武

授予年度：2020年

学科分类：081401[工学-岩土工程] 08[工学] 0814[工学-土木工程] 

主      题：暴雨情景 深基坑工程 灾害风险评价 组合赋权 灰色聚类 

摘      要：在全球气候变暖和城镇化建设耦合作用下,暴雨灾害频发。与城市雨季同一时期,各类土木工程7月会有一个事故高发期,对人员安全、工程经济、工程质量、施工工期等造成重大影响,源于降雨是事故的重要诱发因素。基坑工程是土木工程的基础,决定了项目能否顺利、高质量的完成,同时深基坑工程事故超90%发生在大雨之后。为了科学的开展深基坑工程防灾、减灾、备灾工作,提高深基坑工程对暴雨灾害的预防及应急能力,减少人员伤亡、经济损失、工期延误等灾害风险,对暴雨情景下深基坑工程灾害风险评价课题开展研究具有重要意义。本文首先对国内外的暴雨灾害及深基坑工程灾害相关的研究进行梳理,明确了当前对暴雨灾害的研究多集中于城市、河流等大尺度区域化的研究,对极易受暴雨灾害影响的小尺度在建土木工程及深基坑工程的相关研究仍有不足。之后结合自然灾害风险理论和深基坑工程灾害风险特征,提出从“致灾因子危险性,孕灾环境敏感性,承灾体脆弱性结合“防灾减灾能力四个方面来对暴雨情景下深基坑工程灾害风险进行评价,并通过文献研究及专家访谈,对风险因素进行梳理、分析,最终建立包含4个准则层包含23个指标的暴雨情景下深基坑工程灾害风险评价指标体系。然后,文章为克服单一权重计算存在的缺陷,选用G1法和熵权法,将主观赋权和客观赋权相结合,对各类指标进行权重计算;针对指标层次复杂,选用混合型中心点三角白化权函数的灰色聚类(Grey Clustering Method,简称GCM)评价方法,构建暴雨情景下的深基坑工程灾害风险评价模型,通过专家对评价指标体系中的各指标按评分标准进行打分,构建评价矩阵,计算每个指标的白化权函数值,结合已求得的各指标权重,计算出综合聚类系数,得到灰色评价矩阵,根据评判标准,求得聚类对象的聚类类型。并以成都地铁11号线回龙路西站深基坑工程为例,模拟2018年7月11日暴雨情景,对当时的工程灾害风险状态进行评估,验证模型的可行性,并对灾害事故原因进行分析,提出了有效的改进建议,对于预防灾害发生,提高应急能力有一定的指导作用。最后,本文实证评价结果表明:回龙路西站深基坑工程暴雨灾害风险等级为“中等风险与实际情况相符,验证了该评价模型具有可行性。通过权重计算排序可知:准则层因素对工程安全的影响度由大到小为:防灾减灾能力、致灾因子危险性、承灾体脆弱性、孕灾环境敏感性。通过实例计算风险系数,发现施工管理及责任落实、24h最大降雨量、周边环境复杂状况、应急物资储备情况、挡水墙高度等指标因素对回龙路西站深基坑工程暴雨灾害风险不利影响度较大。