专利名称：公路隧道冻害分析方法
技术领域：
本发明涉及一种工程冻害分析方法，尤其是涉及一种公路隧道冻害分析方法，其利用 T-S模糊故障树理论来分析研究公路隧道冻害情况。背景技术：
背景技术：
中，冻害是隧道工程界的一大难题，广大科技工作者致力于隧道冻害产生原因、冻害机理和防治措施的研究，并且取得了一些成果。然而，实际工程中隧道冻害发生的原因具有复杂性和模糊性，以及数据的不确定性，单纯的依靠个人经验来进行隧道冻害分析，缺乏科学性和准确性。因此，必须寻找一种科学的分析方法。如果将隧道冻害看作隧道正常使用过程中的一种故障，则可以建立隧道冻害故障树，对隧道冻害这一故障进行分析和研究。然而，传统的故障树建立时，需要掌握故障产生的机理，而且需要知道事件间的联系。目前，由于隧道冻害发生的原因复杂，冻害机理的研究并不透彻，隧道冻害树建立困难， 导致很难对隧道产生的冻害进行分析。
发明内容
本发明为了解决上述背景技术中的不足之处，提供一种公路隧道冻害分析方法，其可准确的分析计算出影响隧道冻害各主要因素的重要度，方便、可靠，操作性强。为实现上述目的，本发明采用的技术方案为
一种公路隧道冻害分析方法，其特征在于采用T-S模糊故障树理论建立隧道冻害故障树，对隧道冻害产生的原因进行分析。具体技术方案为以隧道冻害发生为初始事件，以隧道衬砌漏水结冰、路面溢水结冰、衬砌剥落掉块为后续事件，建立隧道冻害故障树，然后构造模糊数的隶属函数和T-S 模糊门，采用T-S模糊故障树计算方法对影响隧道冻害各主要因素的重要度进行计算和分析。具体技术方案包括以下步骤
(1)选取隧道衬砌漏水结冰、隧道路面溢水结冰和隧道衬砌剥落掉块作为隧道冻害故障树的中间事件，以公路隧道发生冻害为顶事件，建立冻害树；
(2)将隧道衬砌漏水结冰、隧道路面溢水结冰和隧道衬砌剥落掉块这3个隧道冻害故障树的中间事件作为顶事件，采用T-S模糊故障树理论建立各自的故障树；
(3)构造模糊数的隶属函数；
(4)构造T-S模糊门；
(5)由下级冻害事件的当前状态和模糊可能性，并根据T-S模糊门，计算上级冻害事件的各种模糊可能性；
(6)假设已知各底事件的故障状态为一定值，通过改变其中一个底事件的故障状态，来计算该底事件对顶事件的重要度，进而分析隧道冻害产生的原因。与现有技术相比，本发明具有的优点和效果如下
本发明采用T-S模糊故障树理论建立隧道冻害故障树，使隧道冻害故障树的建立不再依赖大量的冻害数据，也不再依赖于对冻害机理的深入分析。这种方法可以利用T-S模糊故障树计算方法对影响隧道冻害各事件的重要度进行计算，分析隧道冻害产生的深层次原因。四
图1是寒区隧道冻害故障树； 图2是隧道衬砌漏水结冰T-S模糊故障树； 图3是隧道路面溢水结冰T-S模糊故障树； 图4是隧道衬砌剥落掉块T-S模糊故障树； 图5是模糊树的隶属函数； 图6是T-S模糊门；
图7是本发明实例隧道衬砌漏水结冰各底事件对顶事件故障概率的影响；
五具体实施例方式
首先，建立公路隧道冻害故障树。在进行故障树建立前，作如下假定①隧道冻害故障只研究隧道结构发生的冻害， 不考虑隧道内通风、照明、通信等设备因冻害发生的故障；②隧道冻害故障都是外部可见的，包括衬砌漏水结冰、路面溢水结冰和衬砌剥落掉块，对内部隐性的不可见的冻害不予考
^^ ο选取隧道衬砌漏水结冰、隧道路面溢水结冰和隧道衬砌剥落掉块作为隧道冻害故障树的中间事件，以公路隧道发生冻害为顶事件，建立冻害树，如图1所示。将隧道衬砌漏水结冰、隧道路面溢水结冰和隧道衬砌剥落掉块这3个隧道冻害故障树的中间事件作为顶事件，采用T-S模糊故障树理论建立各自的故障树，如图2 图4所
示。其中，中间事件用ft表示，底事件用巧表示，各事件的名称如表1 表3所示。表1隧道衬砌漏水结冰故障事件
权利要求
1.一种公路隧道冻害分析方法，其特征在于采用T-S模糊故障树理论建立隧道冻害故障树，对隧道冻害产生的原因进行分析。
2.根据权利要求1所述的公路隧道冻害分析方法，其特征在于以隧道冻害发生为初始事件，以隧道衬砌漏水结冰、路面溢水结冰、衬砌剥落掉块为后续事件，建立隧道冻害故障树，然后构造模糊数的隶属函数和T-S模糊门，采用T-S模糊故障树计算方法对影响隧道冻害各主要因素的重要度进行分析。
3.根据权利要求2所述的公路隧道冻害分析方法，其特征在于包括以下步骤(1)选取隧道衬砌漏水结冰、隧道路面溢水结冰和隧道衬砌剥落掉块作为隧道冻害故障树的中间事件，以公路隧道发生冻害为顶事件，建立冻害树；(2)将隧道衬砌漏水结冰、隧道路面溢水结冰和隧道衬砌剥落掉块这3个隧道冻害故障树的中间事件作为顶事件，采用T-S模糊故障树理论建立各自的故障树；(3)构造模糊数的隶属函数；(4)构造T-S模糊门；(5)由下级冻害事件的当前状态和模糊可能性，并根据T-S模糊门，计算上级冻害事件的各种模糊可能性；(6)假设已知各底事件的故障状态为一定值，通过改变其中一个底事件的故障状态，来计算该底事件对顶事件的重要度，进而分析隧道冻害产生的原因。
全文摘要
本发明涉及一种公路隧道冻害分析方法，其可准确的分析计算出影响隧道冻害各主要因素的重要度，方便、可靠，操作性强。本发明采用的技术方案为以隧道冻害发生为初始事件，以隧道衬砌漏水结冰、路面溢水结冰、衬砌剥落掉块为后续事件，建立隧道冻害故障树，然后构造模糊数的隶属函数和T-S模糊门，采用T-S模糊故障树计算方法对影响隧道冻害各主要因素的重要度进行计算和分析。
文档编号G06N7/02GK102194053SQ201110081360
公开日2011年9月21日 申请日期2011年4月1日 优先权日2011年4月1日
发明者屈文, 罗彦斌, 蒋云鹏, 陈建勋 申请人:长安大学