1.一种铁路隧道装配式衬砌构件划分方案决策方法，其特征在于：包括以下步骤，(1)计算模型建立与求解；根据工程地质勘察结果将计算对象隧道所处围岩的物理力学参数提取出；根据工程经验类比以及隧道规划设计要求确定采用装配式衬砌的隧道断面形状以及衬砌管片尺寸和材料；采用有限元软件建立网格模型，计算未分块条件下整体式衬砌内力情况；根据隧道断面正负弯矩转折点位置以及分块数量、单件管片重量因素提出备选划分方案；采用数值模拟软件建立各划分方案下的装配式衬砌数值模型，模拟已划分后各备选方案下隧道装配式衬砌结构的内力情况；(2)目标函数与计算结果提取；根据规范要求铁路隧道结构安全性以及接头防水工程难易程度、施工可行性和经济合理性的要求，提出包括结构最小安全系数、最大拱顶沉降、接头数量、单件管片最大重量和管片构件类型数量在内的5项优化目标函数，并根据统计结果与数值模拟结果，得出各备选划分方案下的目标函数值；(3)基于层次分析法的管片构件划分方案选择；层次分析法的计算步骤主要包括：建立层次结构模型、构造判断矩阵、层次单排序及其一致性检验、层次总排序及其一致性检验共4个步骤；所述基于层次分析法的管片构件划分方案选择包括如下步骤，S3.1建立构件划分方案优化层次模型；采用层次分析法对隧道装配式衬砌构件划分方案进行多目标优化，以最小安全系数、最大拱顶沉降、接头数量、单件管片最大重量和管片构件类型数量为指标，在既定断面形状以及备选划分方案的前提下，对各备选方案进行比较和优选；S3.2构造判断矩阵；采用1～9比例标度法对各层次的元素进行两两比较，并构造出各层次的成对比较矩阵；S3.3层次单排序及一致性检验；通过计算各判断矩阵的权向量，得出准则层B对于目标层A的相对重要性排序：最小安全系数＞最大拱顶沉降＞接头数量＞单件管片最大重量＞管片构件类型数量；1)构建准则层相对于目标层的判断矩阵A-B，在完成一致性检验后，进行准则层B中各元素对目标层A的层次单排序；根据判断矩阵计算各准则的权重以及最大特征值；2)在数值模拟结果的基础上，根据各构件划分方案对准则层B的影响程度，并做相应简化，得到方案层C相对于准则层B的判断矩阵B-C，在完成一致性检验后，计算各方案的权重以及最大特征值；S3.4层次总排序及一致性检验；计算方案层C对于目标层A相对重要性的权值，设 其总层次排序为：W＝W B W A ；进行总层次排序的一致性检验，一致性满足要求后，总层次排序结果W中最大权重值所对应的方案即为最优装配式衬砌构件划分方案。
2.根据权利要求1所述的一种铁路隧道装配式衬砌构件划分方案决策方法，其特征在于：所述计算模型建立与求解包括如下步骤，S1.1物理力学参数确定及围岩压力计算根据隧道所处岩土体的地质条件，确定岩土体物理力学参数；结合提供的铁路隧道标准断面图以及工程经验类比，确定采用装配式衬砌的隧道断面形状以及衬砌管片材料和尺寸；首先根据现有铁路隧道设计规范中的经验公式划分深埋和浅埋，深浅埋隧道以界限埋深区分，当实际埋深大于界限埋深时，隧道为深埋隧道，小于界限埋深时，隧道为浅埋隧道；计算围岩等效荷载高度，界限埋深按等效荷载高度h a 的2～2.5倍确定，计算公式如下：h a ＝0.45×2 S-i ω (1)ω＝1+i(B-5) (2)式中：h a 为等效荷载高度，S为围岩级别；ω为宽度影响系数；B为隧道宽度；i为B每增减1m时的围岩压力增减率，当B＜5m时，取i＝0.2，当B＞5m时，取i＝0.1；深埋隧道竖向围岩压力计算公式如下：q＝γh a (3)式中：q为深埋隧道竖向围岩压力标准值；γ为围岩重度；深埋隧道侧向围岩压力计算采用深埋隧道竖向围岩乘上规范规定的侧压力系数；浅埋隧道围岩压力计算方法和深埋隧道围岩压力计算方法一致，同样按照规范所规定的方法计算出竖向围岩压力和侧向围岩压力；S1.2备选管片划分方案确定根据上述步骤S1.1中岩土体和衬砌管片材料的物理力学参数取值、隧道断面形状、衬砌管片的尺寸以及围岩压力数据，代入Midas GTS软件中，建立二维荷载-结构模型，划分网格后进行未分块的整体式衬砌结构的内力计算，可得到装配式衬砌结构受到的轴力、弯矩、剪力以及变形值数据；根据整体式衬砌内力计算结果中的正负弯矩转折点位置、分块数量以及单件管片重量提出若干个备选管片构件划分方案；S1.3数值计算工况确定根据步骤S1.1中岩土体和衬砌管片材料的物理力学参数取值，以及步骤S1.2中的备选管片构件划分方案，确定各计算工况；数值模型中选取“梁-弹簧”模型对装配式衬砌结构进行模拟，即采用梁单元模拟衬砌管片，采用带有旋转刚度的弹簧单元模拟管片之间的接头效应；S1.4模型网格划分与计算求解针对采用装配式衬砌的铁路隧道，利用Midas GTS软件建立二维“荷载-结构”模型，并根据实际进行模型网格划分，并计算求解各备选分块方案下装配式衬砌结构的内力情况。
3.根据权利要求1所述的一种铁路隧道装配式衬砌构件划分方案决策方法，其特征在于：所述目标函数与计算结果提取包括如下步骤，S2.1最小安全系数的定义及计算1)最小安全系数的定义根据《铁路隧道设计规范TB10003-2016》中的安全系数计算公式，结合步骤S1.4中数值模拟软件的计算结果，将某一构件划分方案中隧道全断面的安全系数计算出后，取其最小值即为该方案的最小安全系数；2)最小安全系数的计算根据《铁路隧道设计规范TB10003-2016》中素混凝土和砌体矩形截面中心及偏心受压构件按抗压强度控制的安全系数计算公式如下：式中：K为安全系数；N为轴向力；R a 为混凝土或砌体的抗压极限强度；b为截面的宽度；h为截面的厚度； 为构件的纵向弯曲系数，对于隧道衬砌，可取 e 0 为偏心距；M为弯矩；素混凝土和砌体矩形截面中心及偏心受压构件按抗拉强度控制的安全系数计算公式如下：式中：R 1 为混凝土的抗拉极限强度；当e 0 ≤0.20h时，按抗压强度控制计算安全系数，即根据式(4)计算；反之则按抗拉强度控制计算安全系数，即根据式(7)计算；将某一构件划分方案下的隧道全断面安全系数计算后，取其最小值，即为该方案的最小安全系数；S2.2最大拱顶沉降采用有限元软件Midas GTS对装配式衬砌数值模型进行内力计算，可同时得出结构各部位的变形量，取隧道拱顶部位的竖向最大变形量为最大拱顶沉降值；S2.3目标函数根据数据统计以及数值模拟结果得到不同构件划分方案下各目标函数值，进行统计后，进而开展层次分析和最优构件划分方案的筛选。
