基于对应分析模型的隧道衬砌病害主成因挖掘.pdfVIP

第3 3卷 ，第2 期 中 国 铁 道 科 学 Vo[ ．33 No ．2 2 0 1 2年3月 CHI NARAI LWAYSCI ENCE Ma r ch ，2012 文章编号：1001—4632( 2 012) 02- 0054—0 5 基 于 对 应 分 析 模 型 的 隧 道 衬 砌 病 害 主 成 因 挖 掘 张素磊，张顶立，刘胜春，陈峰宾 ( 北京交通大学土木建筑工程学院，北京100044) 摘要 ：基于对应分析模型提出隧道衬砌病害主成因挖掘方法 。根据隧道衬砌病害的样本和成 因的调查资 料，建立隧道衬砌病害对应分析模型的列联表 ；通过因子分析，建立对应分析模型中的R型因子分析与Q型 因 子分析的关系 ；计算对应分析模型的收敛性，采用特殊点排除法优化对应分析模型的收敛性；将 隧道衬砌病害 样本点和成因点绘制在二维对应分析图中；根据两者在图中的对应位置关系判断导致隧道衬砌病 害的主成因。 根据 收集的18座隧道衬砌病害资料，采用提出的隧道衬砌病害主成因挖掘方法，利用 P 软件进行主成因挖 掘。结果表明，样本隧道衬砌病害的主成因有衬砌背后空洞、衬砌厚度不足、围岩处理不当和塑性地压4个。 关键词：隧道；衬砌病害；病害样本；病害成因；对应分析模型 中图分类号：U455．91 ：U4 57．2 文献标识码：A doi ：10．3969 ／j ．i n ．100 1—4 632．2 012．02．10 ● 若运营隧道存在衬砌裂损、掉块和渗漏水等病 道衬砌病害样本集合 ，咒为样本数量 ；设特性B一 害现象，则会缩短隧道维护周期和使用寿命[ 】] 。隧 {BB2，⋯ ，既) 为收集到的隧道衬砌病害成因集 道衬砌病害是由多种因素单独作用或相互作用而产 合，i 为成因数量。 生的，成因非常复杂。目前 ，专家对衬砌病害成 因 定义z d为o～1变量 ，若第J 个成因在第i 个 的研究[ 2_3] 多是针对某一座具体隧道的，由于隧道 样本中的状态为存在，则z 口一 1，否则％一o 。 特殊 的结构形式和周围复杂环境等方面的影响，其 隧道衬砌病害样本与成 因构成列联表见表1。 研究成果不具有代表性 。因此 ，本文基于多元统计 表 1隧道衬砌病害样本与成因的列联表 分析 的对应分析模型，结合隧道衬砌病害案例，绘 制隧道衬砌病害样本点和成因变量点的二维对应分 析图，通过两者在对应分析图中的接近程度直观准 确地反映出导致隧道衬砌病害的主成因。 1 隧道衬砌病害主成因挖掘的对应分 析模型 1．2隧道衬砌病害样本和成因的协方差矩阵 对应分析模型中的R型因子和Q型因子分别 采用对应分析模型进行隧道衬砌病害主成因挖 对应隧道衬砌病害的成 因因子和样本 因子 ，若样本 掘，是通过建立隧道衬砌病害样本与成因的列联 数量咒超过成因数量m，即咒m，则为R型因子 表，用低维图形( 一般为二维对应分析图) 直观简 分析模型，否则为Q型因子分析模 型，它们之间 洁地描述样本点和成因点的对应关系[ 4_8| ，分析对 的相互关系可通过对应分析模型中的过渡矩阵z 应分析图中两者的接近程度 ，实现对隧道衬砌病害 建立。过渡矩阵z定义为 主成 因的挖掘 。 Z一( zi ) 。×。