模糊评判法在基坑支护选择中的应用.pdf

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1、模糊评判法在基坑支护选择中的应用王辉(西安建筑科技大学土木工程学院，陕西西安710055)摘要：随着城市中深基坑工程的增多，对基坑支护方案的优化选择也变得尤为重要，本文在总结相关文献的基础上，采用多目标决策模糊集理论进行支护方案的优选，综合考虑了影响基坑优化设计的安全因素、经济因素、环境因素、施工因素等四个方面的因素以及其下的各因素对总目标的影响权重，进而选出各方案中对优等方案隶属度最高的方案为最优方案。关键词：深基坑；模糊评判；最优方案中图分类号：TUl2文献标识码：B文章编号：1672—4011(2011)03—0290—02O前言深基坑工程的优化设计主要

2、考虑四个方面的内容：安全因素、经济性、环境影响、施工工艺。支护方案的优化是指根据基坑工程所要达到的目标而优化选出一个最佳的方案。实质是实现多种目标的最优选择。由于支护方案的影响因素往往是一些模糊的概念，因此，就可以用多目标决策模糊集理论来评价一个方案的优劣。对于综合评判中因素权重矩阵的确定问题，采用层次分析法来加以解决。1深基坑支护系统的指标体系和层次结构模型1．1建立深基坑支护评价的指标体系根据多年的实践经验，支护体系设计的主要的影响因素有：工程地质条件、水文地质条件、基坑规模、周围环境要求、基坑整体稳定性要求、支护材料、工期、施工单位的技术设备，总体造价、

3、监测方案等。这些因素涉及广泛，甚至有些因素互相制约，方案选择时没必要把全部细节都考虑进去，否则会降低决策系统的效率和使问题无解化。因此，应该有主有次，在建立决策模型的评价指标体系时，考虑到各因素的影响和整个体系的决策能力和通用性。主要指标的选择如下并构成评价体系树型表(见图1)。回匝巫圈l安訾素II经紫素II环訾_1lW素网障o—-一l机构稳定安全系数C．设计算理论成熟性c2支护系统先进性Cj施下技术的可靠性C4支护系统破坏时的苊害程度C5总造价C6支护系统对环境的影响C，施T对环境的影响C。环境保护措施的可靠性c。施1二下期Clo施T的难易程度C，各丁序相互

4、干扰程度C12圆圆圆圆匿匹图1深基坑支护方案评价指标体系1．2指标因素及J权重的确定采用层次分析法计算评价指标体系指标的最低层C(各指标因素)相对于最高层A(最优方案)的相对重要性总排序权重，以计算B层相对于A层得权重为例。1．2．1构造判断矩阵根据1—9标度法，结合专家意见，评价B层次的四种因素对A层得重要性的影响进行两两比较，得出判断矩阵A—B，并计算出一致性指标cI，一致性比率CR，和平均随机一致性指标砌。计算具体步骤随后，结果如下表1。表1A—B判断矩阵及一致性检验ABlB2B3B4W：Bl1l340．3854B2l340．3854B3l／312O．1

5、422耽1／41／21o．0871k一=4．0204CI=O．0068ILl=O．90CR=O．0076<0．11．2．2确定权重向量和最大特征根4厂f一矾：避-0．3854(1)∑M同理可得：耽=0．3854，llz3=0．1422，取=0．0871权重向量：W=[阢，职，职，职]=[0．3854，0．3854，0．1422，0．0871]最大特征根．A～2善意“·0204(2)1．2．3一致性检验CI：雩：0．0068(3)查表2得，R／=0．90要求。表2CR=面CI=o．0076<0．1，满足一致性(4)多阶判断矩阵随机一致性指标重复以上步骤，得出安全

6、因素、经济因素、环境因素和施工因素下各相关因素对这些因素的影响程度。得出它们的判断矩阵及一致性检验进而得出总的层次排序见表3：表3层次总排序及一致性检验BtB2B3B4指标综合权重指标层0．38540．14220．0871WiCl0．39470．1521C20．22200．0856C30．2168O．0836Cd0．1084O．0418C50．05820．0224C61．0000．3854C7O，6480．0921C80．22970．0327C90．1220O．0173Clo0．66670．0581Cll0．22220．0194C12O．1111O．0097层

7、次总排序CR=∑0q／∑qq=o．0214

8、，根据钻探取样、原位测试和室内土工试验