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基于耦合评价模型的深基坑支护优化设计

基坑支护优化 基坑优化 387 2021-02-24 15:18:19

基于耦合评价模型的深基坑支护优化设计

作者:丁敏,穆健,霍超


前言

深基坑工程是一个复杂的系统工程,遴选支护方案时,通常会受到诸多关键因素的影响和制约,其中一些因素是确定性的,例如造价、工期等通常能够准确进行量化;而有些因素很难直接进行量化,这类因素的确定通常带有主观意愿,安全可靠性、环境影响等均为这类因素;并且各因素之间又存在相互联系,相互制约的关系,很难用技术可行、工程经验成熟等约束条件和费用最低、工期最短等单目标优化准则做出最佳决策。实际的深基坑工程中,在初选出的若干个支护方案,通常很难直观地判断哪--个方案更优,每种方案都有其自身的优势和劣势。有的方案在造价方面比较经济,有的方案的施工工期更具优势,有的方案对环境影响较小,有的则结构安全可靠性更高,而这些因素在直接进行量化时存在一定的问题,最终给确定最佳方案带来了一定的阻碍。


本文采用信息熵和模糊层次分析法耦合评价模型优选支护方案,采用能够反映指标本身的效用值的信息嫡来修正主观权重,主观权重和客观权重都做了相应的考虑,从而得到一种合理、高效的方法来优选深基坑支护方案。

1、深基坑支护方案评价指标体系

深基坑支护方案优化受诸多不确定因素影响,首要工作是建立方案的评价体系。本文选定安全可靠性、工程造价、环境影响和施工工期作为指标建立评价体系,见图1。

 

2、评价模型的建立

2.1、定性指标量化

建立了深基坑支护方案评价指标体系后,必须对各个指标进行综合量化,量化的顺序是从指标层到准则层,最终处理成为对应的综合指数值。深基坑支护方案评价指标根据计算方法的不同可以划分为两类:第--类是定量指标,即通过公式计算或直接得到;第二类是定性指标,即无法直接通过公式计算而得到,例如安全可靠性、施工难度以及环境影响在各个方案中的贡献是难以量化的。


本文采用两极比例法对定性指标进行量化处理。将安全可

 

4、结论

在进行深基坑支护优化设计时,设计人员往往需要同时考虑多个期望值,如设计方案安全可靠、工程造价经济 、环境影响小以及工期短等,这也就决定了深基坑支护方案优选属于多目标的优化问题。通常,多目标的优化问题的数学模型和求解过程极为复杂,因此,需要将各优化目标间的相互依存关系进行深入剖析,将多目标优化问题转化为单目标优化问题,从而构造出一种更为简洁合理的优化目标函数。本文通过专家评价系统和两极比例法将定性指标以定量化,在运用信息嫡和模糊层次分析法构造出评价指标体系。这种体系能够系统地反映出深基坑优选中专家的知识、经验和决策者的意愿,从而为决策者在对深基坑方案比选时提供一种科学、合理的优化工具。