一种路基工程稳定性的评价方法、系统、设备及存储介质与流程

本发明属于道路工程领域，涉及一种路基工程稳定性的评价方法、系统、设备及存储介质。

背景技术：

1、高寒沼泽湿地多年冻土是一种对外界环境极为敏感的特殊土体，其稳定性和强度十分依赖其赋存环境，如气候环境、冻土类型和地质条件。特别的，高寒沼泽湿地多年冻土是多年冻土地区中更为特殊的冻土结构，高寒沼泽湿地多年冻土的地质条件除了考虑地形对公路工程稳定的影响，还要考虑其草甸发育程度和涝渍情况对公路工程稳定的影响。更重要的是，当公路工程穿越高寒沼泽湿地多年冻土区，高寒沼泽湿地多年冻土与公路工程的稳定性会相互影响。公路工程的建设会影响高寒沼泽湿地多年冻土所赋存的环境，使高寒沼泽湿地多年冻土的地温、冻土上限等发生变化，进而产生融沉及冻土退化的问题。而高寒沼泽湿地多年冻土退化和融沉的问题反过来也将影响路基工程的稳定性，使公路工程产生波浪、裂缝等病害，严重影响道路运营和行车安全。由上可知，高寒沼泽湿地多年冻土区修筑公路工程具有很强的复杂性，气候环境、冻土类型、地质条件以及路基工程类型等多重因素都会影响高寒沼泽湿地多年冻土区的稳定，进而影响公路工程的稳定。路基工程稳定是保证公路工程稳定的基础。目前，在高寒沼泽湿地多年冻土区修筑公路工程过程中，通常采用不同的工程措施降低公路工程对高寒沼泽湿地多年冻土退化和融沉的影响，保证路基工程的稳定性。

2、目前，高寒沼泽湿地多年冻土路基工程的稳定性缺乏定量的评估。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种路基工程稳定性的评价方法、系统、设备及存储介质，实现了对高寒沼泽湿地多年冻土路基工程稳定性的定量评估。

2、为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

3、一种路基工程稳定性的评价方法，包括以下过程：

4、s1，建立路基工程稳定性的评价体系和评价等级数据集，该评价体系包括目标层、规则层和因子层三个层次，目标层为路基工程稳定性，规则层为多个一级影响因素，因子层为每个一级影响因素分别对应的多个二级影响因素；

5、s2，计算规则层和因子层的各个因素相对于上一层位对应影响因素的影响权重，每个影响因素的影响权重集合为对应层的特征向量；

6、s3，将每个一级影响因素对应的二级影响因素构建二级评价矩阵，将因子层对应的特征向量与对应的二级评价矩阵相乘，得到规则层中对应一级影响因素的二级模糊评价；

7、s4，将所有二级模糊评价组成为一级评价矩阵，将规则层对应的特征向量与一级评价矩阵相乘，得到一级模糊评价；

8、s5，将评价等级数据集与一级模糊评价相乘，得到路基工程稳定性对应的等级。

9、优选的于，一级影响因素包括冻土性质、工程性质、地质条件以及气候环境。

10、进一步，冻土性质对应的二级影响因素包括多年冻土类型、季节融化深度、多年冻土厚度、年平均地温以及地表水和地下水，工程性质对应的二级影响因素包括路基高度、路基走向、调温措施、路基结构形式和服役寿命，地质条件对应的二级影响因素包括草甸发育程度、涝渍状况以及地形，气候环境对应的二级影响因素包括太阳辐射、平均年大气温度以及平均年降雨量。

11、优选的，评价等级数据集为v＝{稳定，基本稳定，不稳定，很不稳定}，并量化为v＝{100，87.5，62.5，37.5}。

12、进一步，将评价等级数据集量化为v＝{100，87.5，62.5，37.5}，当将评价等级数据集与一级模糊评价相乘得到结果小于等于100，大于87.5时，属于稳定等级，当结果小于等于87.5，大于62.5时，属于基本稳定等级，当结果小于等于62.5，大于37.5时，属于不稳定等级，当结果小于等于37.5时，属于很不稳定等级。

13、优选的，二级模糊评价为：

14、

15、为特征向量，m为当前一级影响因素对应的二级影响因素个数，n为评价等级个数，ri1，ri2，ri3…rin表征的分别为某二级影响因素接近对应评价等级的概率，f1，f2，f3…fn表征的分别为对应的一级影响因素接近对应评价等级的概率。

16、优选的，一级评价矩阵为f＝[f1，f2，f3…fz]t，z为一级影响因素的个数，一级模糊评价为t为矩阵的转置，n为评价等级个数，p1，p2，p3…pn表征的分别为路基稳定性接近对应评价等级的概率。

17、一种路基工程稳定性的评价系统，包括：

18、评价体系建立模块，用于建立路基工程稳定性的评价体系和评价等级数据集，该评价体系包括目标层、规则层和因子层三个层次，目标层为路基工程稳定性，规则层为多个一级影响因素，因子层为每个一级影响因素分别对应的多个二级影响因素；

19、权重计算模块，用于计算规则层和因子层的各个因素相对于上一层位对应影响因素的影响权重，每个影响因素的影响权重集合为对应层的特征向量；

20、二级模糊评价模块，用于将每个一级影响因素对应的二级影响因素构建二级评价矩阵，将因子层对应的特征向量与对应的二级评价矩阵相乘，得到规则层中对应一级影响因素的二级模糊评价；

21、一级模糊评价模块，用于将所有二级模糊评价组成为一级评价矩阵，将规则层对应的特征向量与一级评价矩阵相乘，得到一级模糊评价；

22、等级评价模块，用于将评价等级数据集与一级模糊评价相乘，得到路基工程稳定性对应的等级。

23、一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如所述路基工程稳定性的评价方法的步骤。

24、一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述路基工程稳定性的评价方法的步骤。

25、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

26、本发明所述方法考虑多重影响因素，建立高寒沼泽湿地多年冻土路基工程稳定性的评价体系，考虑不同因素所对应的层次对工程稳定性影响不同权重，建立了两层次的路基工程稳定性的评价方法，实现了对高寒沼泽湿地多年冻土路基工程稳定性的定量评估。

技术特征：

1.一种路基工程稳定性的评价方法，其特征在于，包括以下过程：

2.根据权利要求1所述的路基工程稳定性的评价方法，其特征在于，一级影响因素包括冻土性质、工程性质、地质条件以及气候环境。

3.根据权利要求2所述的路基工程稳定性的评价方法，其特征在于，冻土性质对应的二级影响因素包括多年冻土类型、季节融化深度、多年冻土厚度、年平均地温以及地表水和地下水，工程性质对应的二级影响因素包括路基高度、路基走向、调温措施、路基结构形式和服役寿命，地质条件对应的二级影响因素包括草甸发育程度、涝渍状况以及地形，气候环境对应的二级影响因素包括太阳辐射、平均年大气温度以及平均年降雨量。

4.根据权利要求1所述的路基工程稳定性的评价方法，其特征在于，评价等级数据集为v＝{稳定，基本稳定，不稳定，很不稳定}，并量化为v＝{100,87.5,62.5,37.5}。

5.根据权利要求4所述的路基工程稳定性的评价方法，其特征在于，将评价等级数据集量化为v＝{100,87.5,62.5,37.5}，当将评价等级数据集与一级模糊评价相乘得到结果小于等于100，大于87.5时，属于稳定等级，当结果小于等于87.5，大于62.5时，属于基本稳定等级，当结果小于等于62.5，大于37.5时，属于不稳定等级，当结果小于等于37.5时，属于很不稳定等级。

6.根据权利要求1所述的路基工程稳定性的评价方法，其特征在于，二级模糊评价为：

7.根据权利要求1所述的路基工程稳定性的评价方法，其特征在于，一级评价矩阵为f＝[f1,f2,f3…fz]t，z为一级影响因素的个数，一级模糊评价为t为矩阵的转置，n为评价等级个数，p1,p2,p3…pn表征的分别为路基稳定性接近对应评价等级的概率。

8.一种路基工程稳定性的评价系统，其特征在于，包括：

9.一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述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计算机程序时实现如权利要求1至7任意一项所述路基工程稳定性的评价方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任意一项所述路基工程稳定性的评价方法的步骤。

技术总结
本发明公开了一种路基工程稳定性的评价方法、系统、设备及存储介质，S1，建立路基工程稳定性的评价体系和评价等级数据集；S2，计算规则层和因子层的各个因素相对于上一层位对应影响因素的影响权重，每个影响因素的影响权重集合为对应层的特征向量；S3，将每个一级影响因素对应的二级影响因素构建二级评价矩阵，得到规则层中对应一级影响因素的二级模糊评价；S4，将所有二级模糊评价组成为一级评价矩阵，将规则层对应的特征向量与一级评价矩阵相乘，得到一级模糊评价；S5，将评价等级数据集与一级模糊评价相乘，得到路基工程稳定性对应的等级。实现了对高寒沼泽湿地多年冻土路基工程稳定性的定量评估。

技术研发人员：苗超,张建勋,毛雪松,冯俊文,吴谦,李佳儒,吴佩昆,黄林
受保护的技术使用者：四川川交路桥有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14