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城市地下空间开发的工程地质环境复杂,不确定性因素种类繁多而且相互关系错综复杂,一旦引起地面变形灾害,不可避免地会对邻近建筑物、周围路面及地下管线等造成影响损失。因此,提高城市地下空间开发建设过程中的风险控制水平、加强工程的抗风险能力已成为城市可持续发展亟待解决的问题。
本文以城市地下工程地面变形灾害为研究对象,通过对风险分析方法的总结,全面系统地探讨了地面变形灾害的发生机理,建立了基于模糊风险的地面变形灾害分析评价模型,详细归纳了地面变形灾害引起的各构筑物沉降变形规律,最后运用该模型对杭州1号线地铁段所选区域引起的地面变形灾害进行了实际分析与评估。
具体研究内容如下:
(1)在总结现有风险管理理论的基础上,根据城市地下工程地面变形灾害风险发生机理的分析,提出了适用于地面变形灾害的风险定义模式及评价内容。
(2)在对15项风险因素识别的基础上建立城市地下工程地面变形灾害风险评价指标体系,通过层次分析法(AHP)确定各评价指标的权重值。并运用专家经验法将评价指标的分级标准划分为四个等级,建立隶属度函数,求出隶属度值。
(3)运用模糊综合评价法,在计算出15项评价指标的风险水平等级的基础上,逐层向上确定高层次的风险水平等级,从而确定整体风险评价等级。
(4)在地面变形灾害沉降影响的研究中,基于模糊数学方法提出了破坏评价标准,给出了地面沉降值与邻近建筑物、周围路面、地下管线的破坏损失之间的关系,进而得到各构筑物的损失分布曲线。
(5)将本文建立的城市地下工程地面变形灾害风险分析评价模型应用于工程实践,对杭州1号线地铁段工程进行风险分析与评价,得到整体风险值为2.471,处于中等水平,开发较合理。