山岭隧道坍塌风险评价的熵权-集对分析模型及工程应用

针对山岭隧道坍塌风险评价的多指标性和不确定性的特点，将集对分析法与信息熵理论相结合，用于山岭隧道坍塌风险评价。首先，综合考虑隧道坍塌的孕险环境和致险因子，选取围岩级别、地下水、不良地质、初期支护刚度、开挖方法、施工技术水平和施工管理水平等主要影响因素作为评价指标。其次，将集对分析法引入到隧道坍塌风险评价中，从同、异、反的角度分析隧道稳定-失稳的确定-不确定性问题，并构建评价指标与分级标准的集对体系。然后，将坍塌风险评价指标划分为效益型指标和成本性指标两大类，基于集对分析法计算各指标的单指标联系度。同时引入信息熵理论来确定评价指标客观权重，并将其耦合到评价指标的单指标联系度中，构建隧道坍塌风险评价的熵权-集对综合联系度评价模型。最后，利用置信度识别准则来判定最终坍塌风险等级。以宾房2号隧道为例，对右幅隧道K31+500～K31+660浅埋段进行了重点分析。评估结果与现场实际情况较吻合。研究结果表明，基于集对分析法建立隧道稳定-失稳的确定-不确定性，较好的解决了山岭隧道坍塌风险等级评价中多指标性和不确定性；利用修正熵权法确定指标权重，减少了人为因素影响；引入置信度识别准则来判别隧道坍塌风险，较好地弥补了最大隶属度原则取大运算造成评价结果失真缺陷。该方法评价过程合理、结果可靠，是一种有效的坍塌风险评价方法，为山岭隧道坍塌风险评价提供一条新的研究思路。

Entropy Weight-set Pair Analysis Model of Collapse Risk Assessment in Mountain Tunnels and Its Engineering Application