基于模糊综合评判的公路隧道围岩分级方法研究

摘要

本文在系统查阅、归纳和分析国内外现行隧道围岩分级方法研究的基础上，依托永吉高速第四合同段那丘隧道工程，结合现场监控量测结果，选取影响公路隧道围岩级别的主要因素作为评价指标，结合层次分析法、模糊综合评判等理论，研究并应用了一种基于多因素模糊综合评判的隧道围岩等级的方法，该方法能够准确地对围岩级别作出评价，可以为隧道的设计和建设提供理论和技术的支持。通过研究，本文取得的主要成果如下:
　　(1)通过研究分析国内外现行围岩分级方法中存在的问题，在对影响公路隧道围岩等级的主要因素分析和总结的基础上，选取包括工程因素、环境因素和地质因素下的结构面状态、结构面与洞轴线关系、地下水状态、地应力影响系数、岩石单轴饱和抗压强度和岩体完整性系数等6个主要因素作为隧道围岩分级的评价指标。
　　(2)结合目前常用的隧道围岩分级方法，应用多因素模糊综合评价法的基本理论，包括模糊数学、模糊集合的基本运算规则以及模糊综合评判等理论，对公路隧道围岩级别进行模糊综合评判。
　　(3)根据各因素之间的相互关系，引入模糊数学，利用层次分析法对各因素指标进行分析与调整，确定各因素指标的分级标准，建立其相应的隶属度函数，根据其对隧道围岩等级的影响不同，确定其相应的模糊权重，最终建立公路隧道围岩分级的模糊综合评判模型。
　　(4)依托那丘隧道工程，运用模糊综合评价法对该隧道工程进行围岩等级划分，得到了其围岩等级，并与隧道实际围岩等级进行对比分析。结合对隧道围岩变形进行实时监控，验证了此方法在隧道围岩分级中的可行性与可靠性。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 论文选题背景与意义

1．1．1 论文选题背景

1．1．2 研究意义

1．2 国内外围岩分级方法研究现状

1．2．1 国内围岩分级研究现状

1．2．2 国外围岩分级研究现状

1．2．3 基于模糊理论的隧道围岩分级研究现状

1．3 现行围岩分级方法中存在的问题

1．4 围岩分级发展趋势

1．5 研究内容与研究思路

1．5．1 本文主要研究内容

1．5．2 研究思路与技术路线

第二章 公路隧道围岩分级指标获取方法

2．1 岩石坚硬程度指标获取方法

2．1．1 岩石坚硬程度的定性获取方法

2．1．2 岩石坚硬程度的定量值

2．2 岩体完整程度指标值获取方法

2．2．1 岩体完整程度指标值的定性获取方法

2．2．2 岩石完整程度指标定量值

2．2．3 岩体完整程度指标定量值获取方法之间的关系

2．3 初始地应力获取方法

2．4 地下水指标获取方法

2．5 主要软弱结构面产状获取方法

2．6 本章小结

第三章 公路隧道围岩分级的模糊理论

3．1 隧道围岩模糊评判的提出

3．2 模糊数学基本概念

3．2．1 模糊集合的定义

3．2．2 模糊集合的基本运算

3．3 模糊综合评判方法

3．3．1 模糊综合评判方法的基本原理

3．3．2 模糊层次分析法

3．4 本章小结

第四章 基于模糊综合评判的隧道围岩分级方法

4．1 建立隧道围岩分级的模糊综合评判模型

4．2 隧道围岩分级的模糊综合评判计算方法

4．2．1 建立因素集

4．2．2 建立评判集

4．2．3 各评价指标的分级标准

4．2．4 评价指标隶属度的确定

4．2．5 各指标权重的确定

4．3 隧道围岩分级方法

4．4 本章小结

第五章 工程实例分析

5．1 那丘隧道工程概况

5．1．1 隧道工程概况

5．1．2 工程地质条件

5．2 那丘隧道围岩等级的模糊评判

5．3 工程应用效果分析与评价

5．3．1 监测内容与测点布置

5．3．2 隧道围岩变形的测点数据统计分析

5．4 本章小结

结论

展望

参考文献

致谢

附录