碎石桩承载力影响因素的层次分析

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1、碎石桩承载力影响因素的层次分析张晶上官子昌(大连海洋大学土木与海洋工程学院辽宁大连116021)摘要：本文应用层次分析方法分析振冲碎石桩地基处理的影响因素，并且加以比较。从中分析得出，振冲碎石桩的同一层次中不同的影响因素的大小关系，因此我们在以后工程中要有重点的考虑其所造成的影响，为以后的工程提供一定的参考。关键词：振冲碎石桩；层次分析法；评价；模型Abstract:Inthispaper,weapplythemethodofanalytichierarchyprocessanalysisofinfluence

2、factorsoffoundationtreatmentofvibro-replacementstonepiles,andcomparewithit.Tocompareandanalyzedfromit,thebpilediameterisgreatintheinfluencingfactorsofthegravelpile,Soweshouidconsiderinfutureworksitsimpact,Itistoprovideareferenceforfutureengineering.Keyword：V

3、ibroreplacementstonecolumn;AnalyticHierarchyProcess;Evaluate;Model1．碎石桩的适用条件近年来，地基处理技术得到了长足的发展，出现了如塑料排水板的预压法、强夯法、振冲法、置换法、水泥深层搅拌法等有效的地基处理方法，并形成了复合地基的新概念[1]。但由于其施工工期短，投资相对少及施工技术欠缺等条件的限制，可用在港口及码头的地基处理的方法和技术手段相对较少。并且其建筑物的荷载由碎石桩和周围密实的土体共同承担，从而提高了原地基土体的承载力和稳定性等，振冲

4、碎石桩改善松散砂石类地基工程性态的机理，是振挤密实、排水减压、预振效应和加筋效应作用[2]。振冲碎石桩适用于砂土、粉土、粘性土、以及软土等土质，也可用于处理可液化地基。2.层次分析方法该方法是美国运筹学家匹茨堡大学教授萨蒂于本世纪70年代初，在为美国国防部研究"根据各个工业部门对国家福利的贡献大小而进行电力分配"课题时，应用网络系统理论和多目标综合评价方法，提出的一种层次权重决策分析方法。所谓层次分析法，是指将一个复杂的多目标决策问题作为一个系统，将目标分解为多个目标或准则，进而分解为多指标（或准则、约束）的若

5、干层次，通过定性指标量化方法算出层次单排序（权数）和总排序，以作为目标（多指标）、多方案优化决策的系统方法[3]。这种方法的特点是在对复杂的决策问题的本质、影响因素及其内在关系等进行深入分析的基础上，利用较少的定量信息使决策的思维过程数学化，从而为多目标、多准则或无结构特性的复杂决策问题提供简便的决策方法。尤其适合于对决策结果难于直接准确计量的场合。2.1建立层次分析法模型确定等级值集并赋值。等级值集是由可能的各种重要性的等级所组成的集合，用V来表示。V=（）其中：(m=1,2…,m)表示不同的重要性的等级程度

6、。本文中碎石桩的单桩承载力研究分为5个等级，也即是V=5，V=(非常重要，重要，一般，有点重要，不重要)。2.2建立影响因素集。用U表示，其中：(n=1,2,…,n)表示评价指标，n为数值个数。2.3建立关系矩阵即建立从U到V的关系式子R，然后再计算。上面公式中：表示第p个因素的第m个指标所对应的权重值；由上式得出得出关系矩阵R2.4建立权重集本文中采用各层分析法确定各个指标的权重值，即A=（）,这样就可以推出不同因素的影响的大小关系。其中：分别为对应的评价的指标的权重值。2.5一致性检验为进行判断矩阵的一致性

7、检验，需计算一致性指标，平均随机一致性指标。它是用随机的方法构造50个样本矩阵，构造方法是随机地用标度以及它们的倒数填满样本矩阵的上三角各项，主对角线各项数值始终为1，对应转置位置项则采用上述对应位置随机数的倒数。然后对各个随机样本矩阵计算其一致性指标值，对这些值平均即得到平均随机一致性指标值[4]。当随机一致性比率时，认为层次分析排序的结果有满意的一致性，即权系数的分配是合理的；否则，要调整判断矩阵的元素取值，重新分配权系数的值。3．算例大连市某码头项目，其位于大连市长海县北部海域港湾内。海区水深适宜，无泥沙

8、运动，是建设中小型码头的优良港址。本工程防波堤兼码头采用直立式沉箱结构，所处地基为软基，地基用振冲碎石桩打至中风化片麻岩。由于碎石桩的影响因素很多，但主次关系无法判断出来，所以文章中采用层次分析方法研究碎石桩单桩承载力的影响因素的主次关系问题。碎石桩影响因素图（图1）确定等级值集并且赋值等级值集为V=（）=〔非常重要，重要，一般，有点重要，不重要〕=（9，7,5,3,1），指标因素等级