[发明专利]隧道围岩的安全性分级方法

说明书

技术领域

本发明涉及隧道围岩评价技术领域，尤其涉及一种隧道围岩的安全性分级方法。

背景技术

近年来，随着交通基础设施的大规模建设，我国修建了大量的铁路、公路和城市地铁隧道工程，出于资源和能源开发的需要，矿山隧(巷)道的建设规模也达到了空前的水平。随着我国交通设施向边远山区的推进与矿山开采深度的加大，带来的突出问题就是围岩条件变差，围岩稳定性控制逐渐成为核心问题，而隧道工程又对地质条件具有绝对的依赖性。因此，围岩条件在很大程度上决定了隧道工程的安全性、经济性和工程建设方案。在隧道工程中，围岩条件的差异性很大，为此国内外普遍采用围岩分级方案进行设计和施工。

目前，现有的隧道围岩的稳定性评价方法主要包括：基于隧道开挖后一定空间尺度围岩的自稳时间及其差异性，对隧道围岩的稳定性进行评价和分级的。

上述现有的隧道围岩的稳定性评价方法的缺点为：各种隧道围岩的稳定时间差别非常之大，有些隧道围岩的自稳时间甚至可以为无限长，对这类围岩理论上是可以不进行支护的；而有些隧道围岩的自稳时间为零，在工程上表现为随挖随垮，这类隧道围岩的组成又可能千差万别，对工程影响也不尽相同，但其共性特点就是围岩不具备稳定性，显然该类围岩的稳定性其实已无实际意义。该类围岩的代表为“复杂隧道围岩”，主要包括软弱、破碎、松散、复合地层、富水地层以及深埋引起的高地应力地层等。

因此，上述现有的隧道围岩的稳定性评价方法不适用于复杂隧道围岩等不具备稳定性的隧道围岩。

发明内容

本发明的实施例提供了一种隧道围岩的安全性分级方法，以实现对隧道围岩进行有效的安全性分级。

根据本发明的一个方面，提供了一种隧道围岩的安全性分级方法，包括：

根据隧道围岩分级的因素集和评价集建立因素等级评价矩阵R；

根据隧道围岩分级的因素集中各因素对评价对象的影响大小，建立因素权重集A；

对所述因素等级评价矩阵R和所述因素权重集A进行模糊矩阵的合成运算，得到一级的模糊矩阵，将各个一级模糊矩阵依次排列得到二级模糊矩阵；

根据所述二级的模糊矩阵通过最大隶属度法或者加权平均法计算出隧道围岩分级的评价结果。

优选地，所述的根据隧道围岩分级的因素集和评价集建立因素等级评价矩阵R，包括：

建立隧道围岩分级的因素集:U＝{u₁,u₂,…,u_n},所述U是因素集，u_i(i＝1，2…，n)代表各因素，n为因素的个数，每个因素按照对评价对象的影响程度分为m个等级：U_i＝{u_i1,u_i2,…,u_im}(i＝1，2…，n)；

建立隧道围岩分级的评价集：V＝{v₁,v₂,…,v_k}，V_i(i＝1，2…，k)代表各评价指标；

将所述因素集中的因素U_i的每个等级对所述评价集中的每个评价指标的影响程度用隶属度函数表示，将所有的隶属度函数组成所述因素U_i的等级评价矩阵R_i：