CN112699559A - 一种基于沉降速率信息熵安全值的安全评价方法及系统 - Google Patents
一种基于沉降速率信息熵安全值的安全评价方法及系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112699559A CN112699559A CN202011634357.7A CN202011634357A CN112699559A CN 112699559 A CN112699559 A CN 112699559A CN 202011634357 A CN202011634357 A CN 202011634357A CN 112699559 A CN112699559 A CN 112699559A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- tunnel
- safety
- vault
- surrounding rock
- information entropy
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 title claims abstract description 76
- 239000011435 rock Substances 0.000 claims abstract description 58
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 36
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 13
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 claims description 14
- 238000004590 computer program Methods 0.000 claims description 7
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims description 4
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 abstract description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000019771 cognition Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
- G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F17/00—Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions
- G06F17/10—Complex mathematical operations
- G06F17/16—Matrix or vector computation, e.g. matrix-matrix or matrix-vector multiplication, matrix factorization
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
- G06F30/10—Geometric CAD
- G06F30/13—Architectural design, e.g. computer-aided architectural design [CAAD] related to design of buildings, bridges, landscapes, production plants or roads
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Geometry (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Pure & Applied Mathematics (AREA)
- Computational Mathematics (AREA)
- Mathematical Optimization (AREA)
- Mathematical Analysis (AREA)
- Data Mining & Analysis (AREA)
- Evolutionary Computation (AREA)
- Software Systems (AREA)
- Databases & Information Systems (AREA)
- Computing Systems (AREA)
- Algebra (AREA)
- Architecture (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Alarm Systems (AREA)
Abstract
本发明公开了一种基于沉降速率信息熵安全值的安全评价方法及系统,其技术方案为:包括建立隧道拱顶沉降速率风险等级评价表;提取隧道拱顶沉降速率信息熵,构建隧道安全评价矩阵;确定隧道拱顶沉降速率权重,得到考虑信息熵权重的隧道安全评价矩阵;将隧道围岩风险等级进行赋值处理,得到隧道围岩风险等级赋值表;根据安全值及隧道围岩风险等级赋值表,确定隧道围岩安全等级。本发明将隧道拱顶沉降速率信息熵作为权重,建立隧道拱顶沉降速率评价测度矩阵,确定了隧道围岩风险等级安全值计算公式,并将求出的安全值带入安全范围赋值表中,能够更准确地定位隧道的安全等级。
Description
技术领域
本发明涉及隧道安全预警领域,尤其涉及一种基于沉降速率信息熵安全值的安全评价方法及系统。
背景技术
目前,对于隧道拱顶状态是否安全主要按照隧道设计规范要求,即将岩体破碎程度、掌子面围岩等级、围岩质量及隧道跨度等因素作为评价指标,最终确定围岩自稳能力等级,进而评判隧道拱顶是否稳定。这种技术存在以下缺点:
这种围岩等级和跨度的自稳关系是一种经验关系,不同地质条件所对应的自稳能力和安全等级不同,因此,在实际施工时,需要经验进行判断。对于没有以往经验或者认识不足的,易出现误判情况,导致经常在现场出现坍塌、失稳等灾害,给工程、人员造成损失。
发明内容
针对现有技术存在的不足,本发明的目的是提供一种基于沉降速率信息熵安全值的安全评价方法及系统,将隧道拱顶沉降速率信息熵作为权重,建立隧道拱顶沉降速率评价测度矩阵,确定了隧道围岩风险等级安全值计算公式,并将求出的安全值带入安全范围赋值表中,能够更准确地定位隧道的安全等级。
为了实现上述目的,本发明是通过如下的技术方案来实现:
第一方面,本发明的实施例提供了一种基于沉降速率信息熵安全值的安全评价方法,包括:
建立隧道拱顶沉降速率风险等级评价表;
将隧道拱顶沉降速率信息熵作为权重,建立隧道拱顶沉降速率评价矩阵;
确定隧道拱顶沉降速率权重,得到考虑信息熵权重的隧道安全评价矩阵;
将隧道围岩风险等级进行赋值处理,得到隧道围岩风险等级赋值表;
根据安全值及隧道围岩风险等级赋值表,确定隧道围岩安全等级。
作为进一步的实现方式,隧道安全评价矩阵为:
其中,X=(X1、X2...Xn)表示隧道拱顶沉降速率空间向量,xim表示第i次测得的沉降速率Xi关于第m个评价等级的对应值。
作为进一步的实现方式,Xi的权重向量表示为:
其中,Vi表示隧道拱顶沉降速率权重。
作为进一步的实现方式,考虑信息熵权重的隧道安全评价矩阵表示为:
作为进一步的实现方式,安全值M表示为:
作为进一步的实现方式,将隧道围岩风险等级按照拱顶沉降速率的大小划分为安全C1、较安全C2、预警C3、危险C4四个等级,并对其进行赋值。
第二方面,本发明实施例还提供了一种基于沉降速率信息熵安全值的安全评价系统,包括:
沉降速率风险等级评价表建立模块,被配置为:建立隧道拱顶沉降速率风险等级评价表;
沉降速率评价矩阵构建模块,被配置为:将隧道拱顶沉降速率信息熵作为权重,建立隧道拱顶沉降速率评价矩阵;
隧道安全评价矩阵确定模块,被配置为:确定隧道拱顶沉降速率权重,得到考虑信息熵权重的隧道安全评价矩阵;
风险等级赋值表获取模块,被配置为:将隧道围岩风险等级进行赋值处理,得到隧道围岩风险等级赋值表;
围岩安全等级确定模块,被配置为:根据安全值及隧道围岩风险等级赋值表,确定隧道围岩安全等级。
第三方面,本发明实施例还提供了一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述程序时实现所述的基于沉降速率信息熵安全值的安全评价方法。
第四方面,本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该程序被处理器执行时实现所述的基于沉降速率信息熵安全值的安全评价方法。
上述本发明的实施例的有益效果如下:
本发明的一个或多个实施方式将隧道拱顶沉降速率信息熵作为权重,建立隧道拱顶沉降速率评价测度矩阵,确定了隧道围岩风险等级安全值计算公式,并将求出的安全值带入安全范围赋值表中,能够更准确地定位隧道的安全等级,降低事故发生率,减少损失。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。
图1是本发明根据一个或多个实施方式的流程图。
具体实施方式
应该指出,以下详细说明都是例示性的,旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明,本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是,这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式,而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的,除非上下文另外明确指出,否则单数形式也意图包括复数形式,此外,还应当理解的是,当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时,其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
实施例一:
本实施例提供了一种基于沉降速率信息熵安全值的安全评价方法,如图1所示,包括:
建立隧道拱顶沉降速率风险等级评价表;
将隧道拱顶沉降速率信息熵作为权重,建立隧道拱顶沉降速率评价矩阵;
确定隧道拱顶沉降速率权重,得到考虑信息熵权重的隧道安全评价矩阵;
将隧道围岩风险等级进行赋值处理,得到隧道围岩风险等级赋值表;
根据安全值及隧道围岩风险等级赋值表,确定隧道围岩安全等级。
具体的,包括以下步骤:
步骤1:提取隧道拱顶沉降速率信息熵:
隧道拱顶沉降速率空间向量X=(X1、X2...Xn),则每次测得沉降速率Xi(i=1、2...n)都有m个评价等级,Xi=(xi1、xi2...xim),xim为第i次测得的沉降速率Xi关于第m个评价等级的对应值。
通过提取隧道拱顶沉降速率这一信息熵可以得到隧道安全评价矩阵:
步骤2:确定隧道拱顶沉降速率权重Vi:
其中,t用于矩阵某行或者某列计数。
第i次测得沉降速率Xi本身具有的相对于其它测量数据的重要程度用Wi来表示,且0≤Wi≤1,W=(W1,W2…Wm)为Xi的权重向量。
步骤3:考虑信息熵权重的隧道安全评价矩阵:
设D=(D1,D2…Dm)为沉降速率Xi的多指标综合安全评价矩阵,
步骤4:确定安全值:
步骤5:将按照拱顶沉降速率大小划分的隧道围岩风险等级进行赋值处理:
将隧道围岩风险等级划分为安全(C1)、较安全(C2)、预警(C3)、危险(C4)四个等级,并对它们进行赋值。
表1隧道围岩风险等级赋值表
步骤6:将步骤4求出的安全值带入步骤5中得到的赋值表中,得出对应的隧道围岩安全等级。
本实施例将隧道拱顶沉降速率信息熵作为权重,建立隧道拱顶沉降速率评价测度矩阵,并确定了隧道围岩风险等级安全值计算公式,将求出的安全值带入安全范围赋值表中,更能准确地定位隧道的安全等级。
实施例二:
本实施例以某开挖隧道K7+515断面拱顶围岩沉降为例,采用实施例一所述的方法对其进行安全评价。
表2 K7+515拱顶沉降速率
设计如下沉降速率风险等级评价表:
表3隧道拱顶下沉速率风险等级评价表
根据隧道拱顶下沉速率风险等级评价表结合公式(1)-(8)构建安全评价矩阵:
表4 K7+515断面安全评价矩阵及其权重
D=(0.42,0.08,0.12,0.38);
隧道围岩最终安全值为45.8,属于“预警”等级。实际检测结果为在K7+515周边及其断面部分发生了坍塌。分析原因为该断面位于隧道进洞口段,围岩为强风化岩,较软弱破碎,地质条件差,该处采用CD法开挖,无管棚超前支护。
实施例三:
本实施例提供了一种基于沉降速率信息熵安全值的安全评价系统,包括:
沉降速率风险等级评价表建立模块,被配置为:建立隧道拱顶沉降速率风险等级评价表;
沉降速率评价矩阵构建模块,被配置为:将隧道拱顶沉降速率信息熵作为权重,建立隧道拱顶沉降速率评价矩阵;
隧道安全评价矩阵确定模块,被配置为:确定隧道拱顶沉降速率权重,得到考虑信息熵权重的隧道安全评价矩阵;
风险等级赋值表获取模块,被配置为:将隧道围岩风险等级进行赋值处理,得到隧道围岩风险等级赋值表;
围岩安全等级确定模块,被配置为:根据安全值及隧道围岩风险等级赋值表,确定隧道围岩安全等级。
实施例四:
本实施例提供了一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述程序时实现所述的基于沉降速率信息熵安全值的安全评价方法。
实施例五:
本实施例提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该程序被处理器执行时实现所述的基于沉降速率信息熵安全值的安全评价方法。
以上实施例三-五中涉及的各步骤与方法实施例一相对应,具体实施方式可参见实施例一的相关说明部分。术语“计算机可读存储介质”应该理解为包括一个或多个指令集的单个介质或多个介质;还应当被理解为包括任何介质,所述任何介质能够存储、编码或承载用于由处理器执行的指令集并使处理器执行本发明中的任一方法。
本领域技术人员应该明白,上述本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算机装置来实现,可选地,它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现,从而,可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行,或者将它们分别制作成各个集成电路模块,或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。本发明不限制于任何特定的硬件和软件的结合。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已,并不用于限制本申请,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于沉降速率信息熵安全值的安全评价方法,其特征在于,包括:
建立隧道拱顶沉降速率风险等级评价表;
将隧道拱顶沉降速率信息熵作为权重,建立隧道拱顶沉降速率评价矩阵;
确定隧道拱顶沉降速率权重,得到考虑信息熵权重的隧道安全评价矩阵;
将隧道围岩风险等级进行赋值处理,得到隧道围岩风险等级赋值表;
根据安全值及隧道围岩风险等级赋值表,确定隧道围岩安全等级。
6.根据权利要求1所述的一种基于沉降速率信息熵安全值的安全评价方法,其特征在于,将隧道围岩风险等级按照拱顶沉降速率的大小划分为安全C1、较安全C2、预警C3、危险C4四个等级,并对其进行赋值。
8.一种基于沉降速率信息熵安全值的安全评价系统,其特征在于,包括:
沉降速率风险等级评价表建立模块,被配置为:建立隧道拱顶沉降速率风险等级评价表;
沉降速率评价矩阵构建模块,被配置为:将隧道拱顶沉降速率信息熵作为权重,建立隧道拱顶沉降速率评价矩阵;
隧道安全评价矩阵确定模块,被配置为:确定隧道拱顶沉降速率权重,得到考虑信息熵权重的隧道安全评价矩阵;
风险等级赋值表获取模块,被配置为:将隧道围岩风险等级进行赋值处理,得到隧道围岩风险等级赋值表;
围岩安全等级确定模块,被配置为:根据安全值及隧道围岩风险等级赋值表,确定隧道围岩安全等级。
9.一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-7任一项所述的基于沉降速率信息熵安全值的安全评价方法。
10.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,该程序被处理器执行时实现如权利要求1-7任一项所述的基于沉降速率信息熵安全值的安全评价方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202011634357.7A CN112699559A (zh) | 2020-12-31 | 2020-12-31 | 一种基于沉降速率信息熵安全值的安全评价方法及系统 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202011634357.7A CN112699559A (zh) | 2020-12-31 | 2020-12-31 | 一种基于沉降速率信息熵安全值的安全评价方法及系统 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN112699559A true CN112699559A (zh) | 2021-04-23 |
Family
ID=75513691
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202011634357.7A Pending CN112699559A (zh) | 2020-12-31 | 2020-12-31 | 一种基于沉降速率信息熵安全值的安全评价方法及系统 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN112699559A (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113107600A (zh) * | 2021-05-19 | 2021-07-13 | 青岛理工大学 | 一种对隧道监测点数据权重的确定方法 |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103093400A (zh) * | 2013-01-24 | 2013-05-08 | 华中科技大学 | 一种隧道施工中邻近建筑物安全性定量评价方法 |
CN104021284A (zh) * | 2014-05-23 | 2014-09-03 | 河海大学 | 一种地面沉降危害性评价方法 |
CN104657601A (zh) * | 2015-01-30 | 2015-05-27 | 北京交通大学 | 隧道围岩的安全性分级方法 |
CN107091085A (zh) * | 2017-07-03 | 2017-08-25 | 招商局重庆交通科研设计院有限公司 | 一种浅埋暗挖隧道地层稳定性的多参数判别方法 |
CN108876184A (zh) * | 2018-06-29 | 2018-11-23 | 中车建设工程有限公司 | 一种高速铁路隧道运营期的安全风险评价及预警方法 |
CN108921372A (zh) * | 2018-05-17 | 2018-11-30 | 西南交通大学 | 基于层次分析和可拓物元的高速公路隧道运营安全风险评价方法 |
CN110210776A (zh) * | 2019-06-11 | 2019-09-06 | 青岛理工大学 | 一种基于监控量测的隧道施工动态风险评估方法 |
CN111832813A (zh) * | 2020-06-24 | 2020-10-27 | 山东大学 | 一种海底隧道断层活化突水预测方法及系统 |
-
2020
- 2020-12-31 CN CN202011634357.7A patent/CN112699559A/zh active Pending
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103093400A (zh) * | 2013-01-24 | 2013-05-08 | 华中科技大学 | 一种隧道施工中邻近建筑物安全性定量评价方法 |
CN104021284A (zh) * | 2014-05-23 | 2014-09-03 | 河海大学 | 一种地面沉降危害性评价方法 |
CN104657601A (zh) * | 2015-01-30 | 2015-05-27 | 北京交通大学 | 隧道围岩的安全性分级方法 |
CN107091085A (zh) * | 2017-07-03 | 2017-08-25 | 招商局重庆交通科研设计院有限公司 | 一种浅埋暗挖隧道地层稳定性的多参数判别方法 |
CN108921372A (zh) * | 2018-05-17 | 2018-11-30 | 西南交通大学 | 基于层次分析和可拓物元的高速公路隧道运营安全风险评价方法 |
CN108876184A (zh) * | 2018-06-29 | 2018-11-23 | 中车建设工程有限公司 | 一种高速铁路隧道运营期的安全风险评价及预警方法 |
CN110210776A (zh) * | 2019-06-11 | 2019-09-06 | 青岛理工大学 | 一种基于监控量测的隧道施工动态风险评估方法 |
CN111832813A (zh) * | 2020-06-24 | 2020-10-27 | 山东大学 | 一种海底隧道断层活化突水预测方法及系统 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113107600A (zh) * | 2021-05-19 | 2021-07-13 | 青岛理工大学 | 一种对隧道监测点数据权重的确定方法 |
CN113107600B (zh) * | 2021-05-19 | 2022-06-14 | 青岛理工大学 | 一种对隧道监测点数据权重的确定方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Papaioannou et al. | Time-independent and time-dependent seismic hazard in Greece based on seismogenic sources | |
CN114240212B (zh) | 地质参数对资源量影响权重的确定方法及设备 | |
CN103729798B (zh) | 基于改进的K-Means聚类的煤矿安全评价系统 | |
CN110889440A (zh) | 基于主成分分析和bp神经网络的岩爆等级预测方法及系统 | |
CN112699559A (zh) | 一种基于沉降速率信息熵安全值的安全评价方法及系统 | |
Ma et al. | Grading evaluation of goaf stability based on entropy and normal cloud model | |
Chen et al. | A new evaluation method for slope stability based on TOPSIS and MCS | |
CN109978344A (zh) | 一种掘进机施工隧道瓦斯风险等级评价方法和装置 | |
Fernández et al. | Holistic approach to define the blast design in quarrying | |
CN115266348B (zh) | 一种基于动静载叠加试验的岩爆倾向性等级判断方法 | |
CN115456325B (zh) | 一种用于非煤矿山的灾害设防能力的分析方法 | |
McFarland et al. | Conventional Physics Explanations for the NuTeV sin2ThetaW | |
CN115983339A (zh) | 基于cnn时间序列模型的煤自燃预警方法及系统 | |
Zhang et al. | Blasting vibration hazard classification and prediction research | |
CN113642865A (zh) | 一种矿山风险等级的确定方法、装置及服务器 | |
Li et al. | Evaluation and application of surrounding rock stability based on the improved weighting multidimensional cloud model | |
US20130332225A1 (en) | Risk-profile generation device | |
Rong et al. | Entropy-based set pair analysis model on geological disaster risk for military engineering | |
CN113027439A (zh) | 一种煤矿智能开采地质勘探方法及装置 | |
CN115075878A (zh) | 地下储气库的储气控制方法、装置、设备及存储介质 | |
CN112329108A (zh) | 一种地铁车站优化抗浮验算方法及系统 | |
CN113405908B (zh) | 一种浅埋盾构隧道顶板稳定性判断方法 | |
CN103926626A (zh) | 航磁数据高度矫正方法及系统 | |
CN115293002B (zh) | 一种软岩隧道松动圈测试方法及系统 | |
CN117452497A (zh) | 一种基于微震信息的深埋tbm隧洞断裂型岩爆类型预判方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |