[发明专利]基于综合超前地质预报技术的隧道涌突风险等级模糊预测方法

权利要求书

1.基于综合超前地质预报技术的隧道涌突风险等级模糊预测方法，其特征在于，该模糊预测方法如下：

步骤一、建立隧道涌突风险等级评价指标体系，建立隧道涌突风险等级标准及各评价指标的定量判定标准：

设定隧道涌突风险等级A，选择相互独立的围岩坚硬程度A₁、岩体完整程度A₂和掌子面渗漏水状态A₃影响因素作为准则层评价指标，隧道涌突风险等级A作为目标层指标，建立隧道涌突风险等级评价指标体系；

步骤二、建立隧道涌突风险模糊评价模型：

步骤2.1.确定隧道涌突风险等级评价指标体系中各评价指标的权重；

步骤2.2构造可变模糊集理论的相对差异函数，将所述步骤2.1中的各评价指标权重代入所述相对差异函数中，得出隧道涌突风险等级评价指标值对于其各等级判定标准区间的相对隶属函数；

步骤2.3根据所述各评价指标权重和相对隶属度函数，并将所述步骤一中的隧道涌突风险等级以及评价指标的定量判定标准带入，得到所述隧道掌子面的涌突风险等级；

步骤三、以隧道掌子面前方某段的综合超前地质预报技术的探测结果为输入值，将各值带入所述步骤二中的隧道涌突风险模糊评价模型中，得到隧道涌突风险等级预测模型，以该模型得到的隧道掌子面前方某段的涌突风险等级，作为预测评价隧道掌子面前方某一范围的涌突风险等级。

2.根据权利要求1所示的基于综合超前地质预报技术的隧道涌突风险等级模糊预测方法，其特征在于，在所述步骤2.1中，采用乘积标度法确定各所述评价指标的权重，具体为：将不同的评价指标两两比较，并将比较的结果设置为两个等级，当评价指标的重要性相同时，权重比值为1：1；重要性不同时，重要性大的和小的评价指标的权重比值为1.354：1；

各所述评价指标的权重分别为：围岩坚硬程度ω₁、岩体完整程度ω₂和掌子面渗漏水状态ω₃；则围岩坚硬程度、岩体完整程度、掌子面渗漏水状态的权重为ω₁：ω₂：ω₃＝1.354：1：1.354²＝1.354：1：1.833，归一化后，围岩坚硬程度A₁、岩体完整程度A₂、掌子面渗漏水状态A₃的权重为ω₁’：ω₂’：ω₃’＝0.323：0.239：0.438。

3.根据权利要求1所示的基于综合超前地质预报技术的隧道涌突风险等级模糊预测方法，其特征在于，在所述步骤2.2中，根据涌突风险各级别的评价标准构造标准区间矩阵I_ab和变动区间矩阵I_cd，同时依据对所述评价指标i的特征，确定评价指标i对等级h的M矩阵，用可变模糊集理论的相对差异函数公式确定评价指标i对等级h的相对隶属度矩阵，由模糊可变评价模型中的公式得到评价指标i对等级h的综合相对隶属度函数。

4.根据权利要求1、2或3所示的基于综合超前地质预报技术的隧道涌突风险等级模糊预测方法，其特征在于，步骤2.3中，得出所述隧道掌子面的涌突风险等级的过程如下：由隧道涌突风险等级评价指标体系中的指标层出发，选用加权平均模型Ω×R＝Z，对指标层各指标进行模糊综合评价，Ω表示评价指标权重向量，R表示单指标评价矩阵，得到目标层对评语集合的隶属向量Z；由模糊向量单值化和隧道涌突风险等级值，得到评价对象的涌突风险等级值；所述隧道涌突风险等级值如下所示：

5.根据权利要求1所示的基于综合超前地质预报技术的隧道涌突风险等级模糊预测方法，其特征在于，建立隧道涌突风险等级评价指标体系时，以隧道掌子面的地质调查法结论为输入。