基于可变模糊集理论的公路隧道健康状态动态评价方法

摘要

本发明公开一种基于可变模糊集理论的公路隧道健康状态动态评价方法：构建以衬砌裂缝、衬砌强度、衬砌厚度、钢筋锈蚀、衬砌变形、背后空洞、路面病害、有害气体和照明病害为评价指标的公路隧道健康状态评价指标体系以及公路健康状态评价等级与各评价指标的定性定量判定标准；通过隧道诊断及快速修复一体化车对公路隧道评价指标的多次规律性检测，基于可变模糊集理论利用公路隧道健康状态评价指标的多次检测数据与公路健康状态评价等级与评价指标的判定标准，确定公路隧道检测节点健康状态值和健康状态恶化速度均值，建立公路隧道健康状态动态评价模型。本发明不仅实现了对公路隧道健康状态的客观评价，同时还可以对公路隧道健康状态实现动态预测。

主权项

一种公路隧道健康状态动态评价方法，其特征在于，包括以下步骤：1)、建立系统的公路隧道健康状态评价指标体系、建立公路健康状态评价等级及各评价指标的定性及定量判定标准：(1)针对公路隧道健康状态A，剔除现有公路隧道健康状态评价指标体系中不具有独立性的隧道渗漏水、冻害、衬砌起层、剥落评价指标，保留衬砌裂缝A₁、衬砌强度A₂、衬砌厚度A₃、钢筋锈蚀A₄、衬砌变形A₅、衬砌背后空洞A₆评价指标，添加路面病害A₇、有害气体A₈和照明病害A₉评价指标作为准则层指标，形成所述公路隧道健康状态评价指标体系；此体系中，所述衬砌裂缝A₁的指标层评价指标为裂缝长度A₁₁、裂缝宽度A₁₂、裂缝深度A₁₃；衬砌强度A₂的指标层评价指标为区域面积A₂₁和强度比值A₂₂；衬砌厚度A₃的指标层评价指标为区域面积A₃₁和厚度比值A₃₂；钢筋锈蚀A₄的指标层评价指标为力学性质A₄₁和截面积比A₄₂；衬砌变形A₅的指标层评价指标为变形量A₅₁和变形速度A₅₂；背后空洞A₆的指标层评价指标为径向延伸A₆₁和纵向延伸A₆₂；路面病害A₇的指标层评价指标为摩擦系数A₇₁、裂缝率A₇₂和路面变形A₇₃；有害气体A₈的指标层评价指标为CO浓度A₈₁和烟雾浓度A₈₂；照明病害A₉的指标层评价指标为亮度A₉₁；(2)建立公路健康状态评价等级以及所述评价指标的定性与定量判定标准；2)、建立具有预测功能的公路隧道健康状态动态评价模型(1)通过隧道诊断及快速修复一体化车对所述公路隧道健康状态评价指标体系包含的公路隧道评价指标至少检测三次，检测频率为一年；(2)基于可变模糊集理论，用隧道诊断及快速修复一体化车每次检测出的公路隧道评价指标数据评价出公路隧道的检测节点健康状态值，并以第一次检测时评价出的公路隧道健康状态值ω₀作为隧道初始健康状态值；(3)用每次检测时评价出的公路隧道健康状态值确定公路隧道健康状态年恶化速度均值v；(4)由所述公路隧道健康状态值ω₀和年恶化速度均值v，建立ω＝ω₀+vt类型的公路隧道健康状态动态评价模型，实现模型的预测功能，其中ω为公路隧道健康状态动态预测值，t为时间；通过隧道诊断及快速修复一体化车对所述公路隧道健康状态评价指标体系包含的公路隧道评价指标进行每次检测时的条件是，在公路隧道主体结构完工时的相同月份进行，且检测时的气温、湿度接近，且没有突发性自然灾害发生。