[发明专利]一种基于模糊综合评价的复合路基工后沉降预测方法

权利要求书

1.一种基于模糊综合评价的复合路基工后沉降预测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：首先根据复合路基修建中各影响因素特点，选择评价指标集和两层因素指标集，并依据规范允许值和有限元数值模拟计算结果，确定评价指标和因素指标的值域分级标准；

S2：然后对各因素指标进行标准化处理，并采用指数形式的正态分布函数，构造适用于一、二层因素指标的标准隶属函数；

S3：最后根据熵权值法，在确定各层因素指标权重的基础上，构建高速公路复合地基的工后沉降综合评判矩阵，预测工后沉降的变化范围；

步骤S1中具体包括以下子步骤：

S11：以工后沉降变化区间建立评判集V＝{v₁,v₂,v₃,v₄}，以及第一层因素指标集U＝{U₁,U₂,U₃,U₄}和第二层因素指标集其中：U_i为第一层因素指标，u_ij为第二层因素指标，n_i为U_i包含的第二层因素指标个数，即：i＝1,2,3,4，j＝1,2,…,n_i；

S12：确定第二层因素指标u_ij对应工后沉降评判集的分级标准；

所述步骤S11中第一层因素指标分别为地质指标U₁、桩体指标U₂、垫层指标U₃和施工指标U₄；

第二层因素指标分别为压缩土层厚度u₁₁、压缩模量u₁₂、粘聚力u₁₃、内摩擦角u₁₄、桩体模量u₂₁、桩长u₂₂、桩径u₂₃、桩间距u₂₄、垫层厚度u₃₁、垫层模量u₃₂、垫层内摩擦角u₃₃、填土高度u₄₁、填土速率u₄₂、预压高度u₄₃和预压时间u₄₄；

步骤S12中，所述第二层因素指标u_ij对应工后沉降评判集的分级标准的确定方法包括如下步骤：

步骤120：根据所分析路段所在地区工程条件和现有国家规范要求，给出各第二层因素指标取值范围及其众数；

步骤121：以第二层因素指标的众数为初始值，采用有限元数值计算方法，分别在各第二层因素指标取值范围内等间距取5～6个值逐一计算工后沉降值；

步骤122：根据工后沉降随第二层因素指标u_ij的变化规律，将u_ij分为三类：

1)负类指标：随u_ij值的增大，工后沉降值增大，评价等级降低；

2)正类指标：随u_ij值的增大，工后沉降值减小，评价等级提高；

3)零属性指标：随u_ij值的增大，工后沉降值不发生明显变化，其变化量小于50mm；

步骤123：分别对正类和负类属性指标进行归一化处理，以保证随归一化指标的增大，工后沉降值减小，评价等级越优；

正类指标归一化公式：

负类指标归一化公式：

式中：为正类指标或零属性指标，为负类指标，q_ij为各指标归一化值，0≤q_ij≤1；

步骤124：分析工后沉降随q_ij的变化规律，以线性插值法确定工后沉降为100mm，200mm和300mm时的q_ij值，从而代入式(1)或式(2)求得对应的u_ij，确定分级标准，其中，对于零属性指标，取值范围内均隶属v₁等级；

其中，当q_ij＝0时：

1)若工后沉降∈[200,300)，无法以线性插值法直接确定工后沉降为300mm时的q_ij值，则以线性插值法确定工后沉降为100mm和200mm时的q_ij值，并以工后沉降200mm对应的q_ij值的1/2作为300mm对应的q_ij值，从而代入式(1)或式(2)求得对应的u_ij，确定分级标准；

2)若工后沉降∈[100,200)，无法以线性插值法直接确定工后沉降为200mm和300mm时的q_ij值，则以线性插值法确定工后沉降为100mm时的q_ij值，并以工后沉降100mm对应的q_ij值的1/2作为200mm对应的q_ij值，以工后沉降100mm对应的q_ij值的1/4作为300mm对应的q_ij值，从而代入式(1)或式(2)求得对应的u_ij，确定分级标准。