浅论公路隧道健康状态诊断方法及系统的研究

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1、同济大学土木工程学院地下建筑与工程系博士学位论文公路隧道健康状态诊断方法及系统的研究姓名：罗鑫申请学位级别：博士专业：结构工程指导教师：夏才初20070301摘要在我国公路隧道的大规模建设中，公路隧道的病害问题比较严重。然而我国公路隧道养护技术起步较晚，对公路隧道健康状态的评价还停留在定性判定阶段，还没有定量化的诊断方法和系统。为此，本文通过研究建立了一套公路隧道健康状态的定量化诊断方法和开发了公路隧道健康状态诊断系统，实现了对公路隧道健康状态的定量化评价和对公路隧道的科学管理。纵观全文，主要研究成果如下：(1)按

2、照诊断指标体系中诊断指标的选取原则，对公路隧道主要结构破损形态进行了充分分析，确定了公路隧道健康状态诊断指标体系中的诊断指标，然后根据层次分析法的思想建立了公路隧道健康状态诊断指标体系。(2)在分析现有的隧道健康等级划分方法和国内外隧道健康等级的基础上，采用四级划分法划分公路隧道健康等级，并以我国公路隧道专项检查结果的四级判定等级为基础建立了公路隧道健康等级。(3)给出了衬砌裂缝，渗漏水，衬砌材质劣化，衬砌背后空洞，衬砌变形、移动、沉降，衬砌起层、剥落的定性和定量判定标准。(4)研究了公路隧道健康状态诊断指标体系中

3、诊断指标权重的特点，采用乘积标度法确定了指标层指标的标度权重；根据指标层指标的权重和样本资料，采用模糊理论和人工神经网络确定了准则层指标的权重。(5)分析了模糊综合评价方法中隶属函数的确定、模糊算子的选择和模糊综合评价结果向量的分析等几个重要问题，在此基础上建立了公路隧道健康状态的模糊综合评价模型，实现了对公路隧道健康状态的定量化综合评价，并通过算例和工程实例介绍了评价模型。(6)介绍了公路隧道健康状态诊断系统的开发目标、开发环境、功能、主要特点和工作流程，详细介绍了公路隧道病害数据库的实现过程，最后用实例介绍了系

4、统的应用，验证了公路隧道健康状态诊断方法的有效性和公路隧道健康状态诊断系统的实用性。关键词：公路隧道，健康状态诊断方法和系统，层次分析法，神经网络，模糊理论ABSTRACTWiththelarge—scaleconstructionofhighwaytmmtlinChina,theproblemofhighwaytunneldiseaseisquiteserious．However,sincemaintenancetechniqueforhighwaytunnelinChinaisfallbehind,theass

5、essmentofhealthconditionforhighwaytunnelisstillqualitativeandthereisalackofquantitativediagnosismethodandsystem．Soasetofquantitativediagnosismethodandsystemforhealthconditionofhighwaytunnelbywhichquantitativediagnosisforhealthconditionofhighwaytunnelandscienti

6、ficmanagementforhighwaytunnelarerealizediscarriedoutinthisdissertation．Throughoutthewholedissertation，therearemainresearchachievementsasfollows：(1)Basedontherulesofstudyingoutthediagnosisindexofdiagnosisindexsystem，mainstructuralbreakageformsofhighwaytunnelare

7、detailedlyanalyzedanddiagnosisindexesindiagnosisindexsystemforhealthconditionofhighwaytunnelarestudiedOut．ThendiagnosisindexsystemforhealthconditionofhighwaytunnelisfoundedaccordingtotheideaofAHP．(2)Accoringtoanalyzingexistingdivisionmenthodsoftunnelhealthgrad

8、eandtunnelhealthgrades，thefourth-classdivisionmethodisadoptedfordivisionofhighwaytunnelhealthgrade．Andhighwaytunnelhealthgradeisfoundedbasedonfourth-classjudginggradeofspecialexami