基于聚类分析的越江地铁隧道地质安全评价.pdf

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1、第32卷第1期土木工程与管理学报Vo1．32No．12015年3月JournalofCivilEngineeringandManagementMar．2015基于聚类分析的越江地铁隧道地质安全评价魏伟青，陈磊，骆汉宾(华中科技大学土木工程与力学学院，湖北武汉430074)摘要：越江地铁隧道在建设过程中需要克服岩土体强度和围岩稳定性低、地下水压力大、局部埋深浅等不利条件，安全风险极大。聚类分析将越江隧道所处工程地质分为若干类别，利用数据挖掘发现隐藏在地质数据中的内在规律。本文针对越江地铁隧道地质特点，构建了地质安全评

2、价指标体系，并以武汉地铁四号线越江隧道为例，通过K—means快速聚类方法对比不同K值和不同评价指标设定的多组聚类结果，与不同类型盾构管片的实际分布情况进行比较，验证了该方法的可行性和结果的合理性。关键词：越江隧道；地质环境；安全评价；聚类分析中图分类号：U455．43文献标识码：A文章编号：2095-0985(2015)01-0072-05GeologicalSafetyEvaluationofCross-riverMetroTunnelBasedonClusteringAnalysisWEIWei·qing，C

3、HENLei，LUOHan—bin(SchoolofCivilEngineeringandMechanics，HuazhongUniversityofScienceandTechnology，Wuhan430074，China)Abstract：Cross—fivermetrotunneIconstructionmustovercomelowrockmassstrengthandthestabilityofsurroundingrock，stronggroundwaterpressure，thelocalembed

4、dedshallowdepthandotherunfavorableconditions，whichwerewithhighsafetyrisk．Cross—rivermetrotunnelcanbedividedintoseveralcategories，accordingtoclusteranalysis．Asanimportantcontentofdatamining，itcanfindoutinherentlawhidinginthegeologicaldata．Thispaperwasbasedongeo

5、logicalfeatureofcross—rivermetrotunnel，andK—meansquickclusteringwasproposedtoclearanddefinitetheevaluationprocessandmethod．Thenthecross—rivermetrotunnelinWuhanmetroline4wasselectedasanengineeringexample．BycomparingdifferentvaluesofKandmultiplesetsofclusteringr

6、esultswithdifferentevaluationindex，andmatchingwiththeactualdistributionofdifferenttypesofshieldsegments，thefeasibilityofthismethod，therationalityoftheresultsisverified．Keywords：cross—rivertunnel；geologicalenvironment；safetyevaluation；clusteranalysis地铁建设规模庞大，具有

7、施工技术复杂、难度与评价，不能很好地满足工程建设各阶段决策和大、施工环境苛刻、隐蔽性和不确定性等特点。尤安全方面的需要。越江隧道所处地质情况围岩分其在越江地铁隧道修建时需克服高水压、高透水级标准规范中分级结果不够明确，很难为越江隧性、局部埋深浅、地质土层情况复杂等不利条件，道工程的设计及施工提供足够的指导。因此有必安全风险极大，而地质安全是越江地铁项目必须要对越江地铁隧道工程的地质安全评价探索新的面对的一个重大课题。目前针对越江地铁隧道进方法。行地质安全评价的研究还十分欠缺，主要依靠专聚类分析方法根据“物以类聚”的

8、道理，对样业知识和工程经验做出判断，但由于个体经验水品或指标进行分类，适用于没有先验知识的多变平和主观判断自身的局限，难以进行准确的分类量探索性分类问题研究，越江地铁隧道工程地质收稿日期：2014-09-03修回日期：2014-l1-25作者简介：魏伟青(1963一)，男，广东东莞人，博士研究生，研究方向为建设工程安全风险管理(Email：chenleiwi