[发明专利]一种隧道支护与围岩不良接触对结构安全性影响的评价方法

说明书

一种隧道支护与围岩不良接触对结构安全性影响的评价方法，将支护与围岩不良接触状态进行分类，归纳结构安全性影响的因素，确定结构安全性影响的评价指标；基于层次分析法‑熵权法构建不良接触状态对结构安全性影响的评价体系，建立层次分析结构模型；其中，层次分析结构模型包括基础指标；利用层次分析法计算基础指标的主观权重；将主观权重作为属性矩阵，建立客观权重的熵模型；将主观权重和客观权重进行加权融合处理，利用客观权重对主观权重进行修正，得到基础指标的组合权重；划分结构安全性影响的等级；计算评价指标隶属函数；基于组合权重、等级、评价指标隶属函数，计算得到程度系数。

技术领域

本发明涉及隧道结构安全领域，特别涉及一种隧道支护与围岩不良接触对结构安全性影响的评价方法。

背景技术

隧道支护与围岩不良接触是诱发结构开裂等病害的重要原因，严重时会威胁结构安全性。针对隧道结构状况评定，国内外现行规范中规定：《公路隧道养护技术规范》(JTGH12-2003)规定了隧道结构病害的日常检查、定期检查、特别检查、专项检査的流程方法；《铁路运营隧道衬砌安全等级评定暂行规定》按衬砌状态及危及行车安全的程度划分为完好、轻微、较严重、严重、极严重五个等级；我国铁道部1998年实施的《铁路桥隧建筑物劣化评定标准》将隧道病害分为隧道衬砌裂损、衬砌结构渗漏水、衬砌劣化等三大类病害，并将铁路隧道病害分为A、B、C、D四级。美国《公路和高速铁路隧道检查手册》中将隧道状态共划分为0～9共十个等级；德国铁路隧道设计、施工和养护规范用损坏代码作为隧道衬砌结构中缺陷和损坏的评价尺度。目前常用土建结构的评价方法主要包括：客观评价法、运筹学及其他数学评价方法(如层次分析法、模糊综合评价方法、数据包络法等)、新型评价方法(灰色综合评价方法、神经网络评价方法、“云模型”相关评价方法)等等。

然而，在支护结构安全性评价方面，现有研究及规范对于支护结构背后脱空对衬砌结构安全性分析及评价研究尚不完善，对于衬砌结构的安全性难以进行科学合理的评定，对于支护与围岩接触状态及空洞连通状态的分类定级的界定不详细，难以对病害处进行科学、合理的处治，造成人力、物力的浪费。

发明内容

本发明提供一种隧道支护与围岩不良接触对结构安全性影响的评价方法，能够有效提高支护与围岩不良接触状态下隧道结构安全性评价的准确性和评价效率，使结构安全性评价更加客观可靠，同时也为隧道结构病害处治提供了依据。其具体技术方案如下。

根据本申请的一个方面，提供一种隧道支护与围岩不良接触对结构安全性影响的评价方法，包括以下步骤：

将所述支护与围岩不良接触状态进行分类，归纳所述结构安全性影响的因素，确定所述结构安全性影响的评价指标；

基于层次分析法-熵权法构建所述不良接触状态对所述结构安全性影响的评价体系，建立层次分析结构模型；其中，所述层次分析结构模型包括基础指标；

利用层次分析法计算所述基础指标的主观权重；

基于传递熵指示的方向，将所述主观权重作为属性矩阵，建立客观权重的熵模型；

将所述主观权重和所述客观权重进行加权融合处理，利用所述客观权重对所述主观权重进行修正，得到所述基础指标的组合权重；

划分所述结构安全性影响的等级；

计算所述评价指标隶属函数；

基于所述组合权重、所述等级、所述评价指标隶属函数，计算得到所述结构安全性影响的程度系数。

进一步地，所述将所述支护与围岩不良接触状态进行分类，包括：根据工程现场实际检测内容，将所述支护与围岩不良接触状态分为脱空状态和松散状态；

所述基础指标包括：支护与围岩脱空指标和支护与围岩松散指标；其中，所述支护与围岩脱空指标包括：脱空面积、纵向间距与空洞半径之比、脱空位置；所述支护与围岩松散指标包括：回填密实度、回填强度、松散接触面积。