[發明專利]一種巖溶隧道塌方災害風險綜合評估方法及系統

在審

• 申請號: 202211450666.8
• 申請日: 2022-11-18
• 公開（公告）號: CN115689387A
• 公開（公告）日: 2023-02-03
• 發明（設計）人: 晏啟祥;劉琛堯;孫潤方;謝文清;陳耀;鄧寶華;楊龍偉
• 申請（專利權）人: 西南交通大學;中鐵二局第二工程有限公司
• 主分類號: G06Q10/0639
• 分類號: G06Q10/0639;G06Q10/0635;G06F17/16
• 代理公司: 北京正華智誠專利代理事務所(普通合伙) 11870
• 代理人: 周蕓嬋

1.一種巖溶隧道塌方災害風險綜合評估方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、通過對巖溶隧道塌方案例調研，構建巖溶隧道塌方風險評估體系及對應層次結構；

S2、建立各層次結構的判斷矩陣，計算綜合權重向量并檢查各判斷矩陣的一致性，檢驗判斷矩陣合理性；

S3、根據評估指標進行風險分級，建立巖溶隧道塌方災害風險評價集；

S4、根據巖溶隧道塌方災害風險評價集確定風險評估指標隸屬度，并形成模糊矩陣；

S5、將模糊矩陣和由綜合權重向量組成的權重矩陣進行模糊綜合評判，得到模糊綜合評判集；

S6、根據最大隸屬度原則，將模糊評判集中最大元素在巖溶隧道塌方災害風險評價集對應的風險等級作為評價結果，形成巖溶塌方災害風險綜合評估模型。

2.根據權利要求1所述的一種巖溶隧道塌方災害風險綜合評估方法，其特征在于，巖溶隧道塌方風險評估體系包括準則層和指標層；其中：

獲取隧道施工中巖溶塌方風險分級為巖溶隧道塌方風險評估體系的目標；

準則層包括地質條件指標、自然條件指標、巖溶溶洞特性指標和設計、施工因素指標這四個評價指標；

指標層包括構成準則層四個評價指標的具體評估對象；

其中地質條件指標包括圍巖級別、圍巖軟化系數和風化程度；

自然條件指標包括降雨量和地下水狀況；

巖溶溶洞特性指標包括溶洞尺寸、溶洞與隧道凈距、巖溶填充物特性、溶洞與隧道位置關系；

設計、施工因素指標包括隧道埋深、隧道斷面、開挖步距、爆破方法適宜性、支護及時性和超前地質預報與監控量測方案合理性。

3.根據權利要求2所述的一種巖溶隧道塌方災害風險綜合評估方法，其特征在于，步驟S2的具體實現方式如下：

S2-1、根據巖溶隧道塌方風險評估體系中各層次的元素進行相互比較，對不同的元素的重要性進行相對權重賦值，得到各層的判斷矩陣；

S2-3、根據各層判斷矩陣計算矩陣特征向量，并進行歸一化處理得到各具體評估對象的權重向量；

S2-4、將準則層和指標層對應的權重向量相乘得到綜合權重向量；

S2-5、根據公式：

CR＝CI/RI

得到不同層對應的判斷矩陣一致性檢驗指標CI和檢驗系數CR；其中，λ_max為判斷矩陣最大特征值；RI為平均隨機一致性指標；j為判斷矩陣階數；

當矩陣一致性檢驗指標CI和檢驗系數CR在設定范圍內時，判定矩陣合理，進入步驟S3；否則返回步驟S2-1。

4.根據權利要求3所述的一種巖溶隧道塌方災害風險綜合評估方法，其特征在于，巖溶隧道塌方災害風險等級評價集包括低風險、中等風險、高風險和極高風險四個等級。

5.根據權利要求4所述的一種巖溶隧道塌方災害風險綜合評估方法，其特征在于，步驟S4的具體實現方式如下：

S4-1、計算巖溶隧道塌方災害風險不同等級不同具體評估對象的隸屬度函數；

S4-2、根據隸屬度函數計算隸屬度向量，將同一風險等級對應的隸屬度向量作為矩陣的同一列，得到大小為15行4列的矩陣，即模糊矩陣R。