岩石隧道健康状态模糊层次分析法的应用

同济大学 刘荆辉 陈子扬 李晓军

针对目前岩石隧道结构健康评估方法中的某些评估指标难以检测，以及采用常量权重进行评估的结果对单项评估指标敏感性较低的问题，尤其是单项指标超过其指标上限时会导致评估结果失真的问题，本文进行研究。模糊层次分析法在隧道健康状态评估中应用广泛，褚方平、罗鑫等人将衬砌裂缝、渗漏水、衬砌材质劣化、衬砌起层与剥落等指标作为评估体系，并依据层次分析法原理进行了详细的分级；段怀志将衬砌材质劣化、裂缝、起层剥落指标归属在衬砌裂损情况准则下建立了健康评估体系；上述评估指标体系均基于全面性考虑而忽视了某些评估指标并不在日常的隧道检测范围内。其次，模糊层次分析方法要求对各评估指标进行标准化处理，如胥犇采用均分原则对单一评价指标作定量化评价；Rao等人则根据已有的工程经验作为各指标标准化准则；上述的标准化方法未考虑评估指标对隧道健康状态的非线性影响。本文提出的动态变权模糊层次分析方法，从以下3方面提出改进：建立基于日常检测的岩石隧道结构健康评估体系；针对指标的悲观性特点，建立评估指标非线性标准化公式；根据评估指标劣化程度，构造分段变权公式，用动态权重替换常权公式。

理论与方法

岩石隧道健康状态评估指标体系

岩石隧道衬砌病害因素有变形、裂缝、渗漏水、背后空洞、起层剥落，运用层次性原理，并结合前人的研究成果，建立了岩石隧道衬砌病害评价3层指标体系，如表1所示。……