[发明专利]一种基于风险决策的隧道围岩多源信息融合方法

说明书

本发明公开了一种基于风险决策的隧道围岩多源信息融合方法，综合考虑了隧道围岩强度、围岩不连续面数目、围岩不连续面粗糙度系数、围岩不连续面张开度、围岩不连续面迹长、隧道涌水量等多项隧道围岩质量指标以及获取这些数据信息的多种测试方式；对于每项指标，将在多源信息中各选取一种测试方式进行组合，基于最小风险的贝叶斯决策理论，对每个组合进行风险评估，确定一种风险最低的多源信息组合作为隧道围岩质量评价信息，并为后续设计施工提供参考依据。该方法全面考虑基于各种测试手段获得多源信息存在的不确定性因素，得出一种风险最低的信息组合作为隧道多源信息融合的最优结果，适用于岩石隧道工程的围岩多源信息融合。

技术领域

本发明涉及围岩工程技术领域，尤其涉及一种基于风险决策的隧道围岩多源信息融合方法。

背景技术

在山岭隧道工程中，围岩强度、围岩不连续面数目、围岩不连续面条件和隧道地下水情况等隧道围岩质量指标均会对隧道围岩的质量评价、隧道工程的设计施工产生较大的影响。由于现代隧道围岩测试方法多样化，针对一种围岩信息通常有多种测试方法，这些测试方法所得到的数据信息的精度和准确性各不同，会导致对隧道围岩质量评价时出现一定的可靠性风险。因此在降低风险的基础上对隧道围岩的多源信息进行融合对山岭隧道工程的设计施工具有较为重要的意义。

发明内容

发明目的：针对以上问题，本发明提出一种基于风险决策的隧道围岩多源信息融合方法，通过基于最小风险的贝叶斯决策，对多源围岩测试的数据信息进行融合，评估到风险最低的一种隧道围岩数据信息组合，为山岭隧道工程的设计施工提供可靠依据。

技术方案：为实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案是：一种基于风险决策的隧道围岩多源信息融合方法，具体方法如下：

(1)分别用不同的测试方法获取研究区域多项隧道围岩质量指标；

其中隧道围岩质量指标包括围岩强度信息、不连续面数目信息、不连续面条件信息和地下水信息的数据值；不连续面条件信息包括围岩不连续面粗糙度系数、不连续面张开度和不连续面迹长；

具体方法如下：

(1.1)获得多源围岩强度信息的方法如下：

(1.11)通过m次点荷载测试获得围岩的点荷载强度I_s(50)，并取m次试验标准差，根据如下公式将点荷载强度换算为围岩强度：

UCS₁＝22I_s(50)

UCS₁表示通过点荷载测试获得的围岩强度，并用S_UCS1表示点荷载测试获得的围岩强度的标准差；

(1.12)通过m次施密特锤测试获取围岩强度UCS₂，并取m次试验标准差，用S_UCS2表示施密特锤测试获取围岩强度的标准差；

(1.2)获得围岩不连续面数目信息的方法如下：

(1.21)通过m次现场素描调查获取不连续面数目N₁，取m次试验标准差，并用S_N1表示现场素描调查获取不连续面数目的标准差；

(1.22)通过m次数字照相技术识别不连续面数目N₂，取m次试验标准差，并用S_N2表示现场素描调查获取不连续面数目的标准差；

(1.23)通过m次激光扫描技术识别不连续面数目N₃，取m次试验标准差，并用S_N3表示激光扫描技术识别不连续面数目的标准差；

(1.3)获得围岩不连续面条件信息的方法如下：