基于BIM和失败知识的地铁盾构施工风险识别和可视化表达研究

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盾构法施工在隧道工程建设中得到了广泛应用,是城市地下基础设施、地铁、管廊施工的首选技术,但伴随而来的是失败数量的不断增加。目前的风险识别方法存在遗漏的因素,人们对失败的认识不够全面,而当失败发生之后,若不能准确识别出失败的致险因素,失败会再次发生。因此,失败没有得到有效利用,造成“信息过载”但“知识缺乏”的局面长期存在。BIM技术的兴起给知识的获取和表达提供了一个与工程模型相结合的工具,基于此,本文围绕从结果到原因的逆向过程,通过BIM对失败知识进行管理,实现风险因素的逆向识别和推理,并在BIM模型中可视化的表达。BIM的知识管理功能可以实现失败数据的输入和失败知识的输出。在BIM中获取当前失败的特征信息,根据本体语义相似度检索已构建好的失败知识库,提取相似案例,通过文本分析的方法识别共性的致险因素,并补充到现有的风险因素体系中,对造成当前失败的原因进行定性和定量分析。首先,通过失败知识库辅助生成当前失败类型的事故树;其次,基于云模型的模糊推理机制确定基本事件的概率,并转化为贝叶斯网络;最后,通过贝叶斯网络进行多证据逆向推理,循坏排查失败原因。通过对厦门地铁三号线过海段刀盘磨损的案例研究表明,从多个刀盘磨损的相似失败案例中可以挖掘出“石英含量”这一致险因素,基于失败知识的风险识别是对现有方法的一种补充,应该增加共性致因的分析权重。基于此,对当前失败原因逆向识别的结果显示,专家对刀盘磨损的致因概率判断存在偏差,客观方法更接近事实。同时,基于贝叶斯网络的多证据逆向推理为快速识别失败原因提供了指导和方向。BIM具有三维可视化的优势,在BIM上存储失败并呈现给项目各参与方,易于对失败知识的理解和使用。本论文的研究能够拓展BIM在知识管理中的作用,实现对失败的有效管理和应用,不断丰富人们对于失败的认知。
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