数，且 60、叉2取30、X 3取0和a取10 ; 对于其它不能量化描述的突水风险因素，采用Karwowski算法提出隶属度函数，见表 4 ： 表4
每一个因素都有k个等级，每个因素等级对于评价集的评价指标具有相应影响，其影 响程度用隶属度来表示，建立评价矩阵B :
式中：bik表示第i个因素第k等级相对于因素的隶属度。
6. 如权利要求1所述的一种岩溶隧道突水突泥全过程渐进式风险动态评估方法，其特 征是， 所述步骤（3)的风险估算步骤为： 综合赋权法求解因素权向量w由统计典型突水突泥实例得到的客观权向量P与由层次 分析法得到的主观权向量Q加权求和而得： ω = P . Ψρ+Q . Ψ〇 (15) P=Iip1PfPrHpn] (16) Q = [q! q2…qr..qn] (17) 式中，P为客观权向量，Q为主观权向量分别与，ΨΡ为客观权重的分配权值，Ψ Q为主观 权重的分配权值，屯1>与Ψ Q则由基于专家调查的信心指数法获得。
7. 如权利要求1所述的一种岩溶隧道突水突泥全过程渐进式风险动态评估方法，其特 征是，所述划分隧道突涌水风险的区段分布特征的步骤为： 步骤（3a_l):建立因素集； 用模糊语言对突水风险发生概率评价目标进行分类表述，建立评价集： V (Vi，V2，V3，V4) (18) 式中=V1为一级风险；v2为二级风险；v3为三级风险；v4为四级风险，突水地质灾害程度 依次减弱，各元素 Vi代表各种可能的总评判结果，即在综合考虑所有突水影响因素，从评价 集中得出最佳的评价结果； 步骤（3a_2):风险评价与排序； 应用模糊变换原理对相关各因素进行综合评价，得到突水风险发生概率的综合评价集 Pf=
A为施工因素判断矩阵；ai表示各施工因素，B为评价矩阵，b ik表示第i个因素第k等 级相对于因素的隶属度 根据最大隶属度原则，在公式（20)计算结果中，最后的隶属度矩阵中，综合指标^对 应的评价等级的隶属度C1最高者，即为突水风险评价等级； 用公式表示为：
Ci为风险等级隶属度向量，V s为突水突泥风险等级，V i为综合指标。
8. 如权利要求1所述的一种岩溶隧道突水突泥全过程渐进式风险动态评估方法，其特 征是，所述步骤（4)的步骤为： 以突水涌泥风险评估物元系统中研究对象为事物，预测指标为特征，指标标准化值为 特征值，突水涌泥风险评估物元用下式来描述：
取突水涌泥风险评估物元系统中的某一预测对象，仅依据相邻下层对应的预测指标进 行预测，称为点预测，其是突水涌泥风险等级评估的基础； 其中点预测的过程如下： 步骤（4-1):分别计算经典域物元、节域物元和现状物元； 步骤（4-2):分析步骤（4-1)中的物元等级关联度； 步骤（4-3):利用步骤（4-2)中的关联度进行预测对象分类综合评判； 步骤（4-4):对预测对象的指标权重进行分析。
9. 如权利要求8所述的一种岩溶隧道突水突泥全过程渐进式风险动态评估方法，其特 征是，所述步骤（4-1)的步骤为： 步骤（4-1-1):经典域物元 根据突涌水风险评估等级标准，可得预测对象的经典域物元：
式中： Rtlj为第j个同征物元， Ntlj为预测对象的第j级别，j = 1，2，…，m，m为所划分等级数； (^为预测对象的第i个特征，i = 1，2,…，η，η为预测对象的特征数； Vtlij= < a _，>为级别j第i个特征c i标准化后的量值域，即各级别关于预测对 象的指标所取的经典域； 步骤（4-1-2):节域物元
式中： %为预测对象级别全体； Vpi= < api，bpi >为P关于特征~所取的值域，即NpW节域；上式记为RP(P，C，VP)，由 于标准化处理后的各特征值域为< 〇，1 >，于是得节域Rp= [NP，Ci，<0，l>];显然有， 1V c vW，i = 1,2,…，η ; j = 1,2,…，m ; 步骤（4-1-3):现状物元 根据实际情况对预测对象Nk的各个特征值进行统计和分析，并根据给定的标准进行处 理，从而得到现状物元；
式中，Nk为预测对象；V ki为预测对象的第i个特征c ^勺标准化取值。
10.如权利要求8所述的一种岩溶隧道突水突泥全过程渐进式风险动态评估方法，其 特征是，所述步骤（4-2)的步骤为： 步骤（4-2-1):单指标关联度 对突水涌泥风险评估对象Nk的第i个特征c i关于第j个级别的关联函数记为K ^vki)， 可由下式计算：
步骤（4-2-2):多指标综合关联度 突水涌泥风险评估对象Nk关于等级j的关联度为 [洲=?>而⑷ (29) 1=\ 式中：Wi为预测指标权系数；对突水涌泥风险评估对象N k的第i个特征c i关于第j个 级别的关联函数记为I(Vki); 所述步骤（4-4)的步骤为： 采用简单关联函数法确定预测指标的权重，其计算方法如下：
若预测指标(^的数据落入的级别越大，该指标应赋予越大的权重
否则，若预测指标(^的数据落入的级别越大，该指标应赋予越小的权重
则预测指标(^的权重为
【专利摘要】本发明公开了一种岩溶隧道突水突泥全过程渐进式风险动态评估方法，步骤：(1)在隧道勘察阶段，获取隧址及其附近围岩的水文地质信息，即隧道发生突涌水的孕险环境，了解隧道各段所处地质条件的风险状态；(2)根据专家评分向量与因素权向量计算出风险分级值并进行一致性检验；(3)将致险因子引入风险评估的影响因素中，综合考虑孕险环境和致险因子，进行突涌水风险评价，划分隧道突涌水风险的区段分布特征；(4)将各指标的取值结合现场实际施工情况进行实时更正，以实现突水涌泥风险的动态评估。通过施工风险动态评估与控制，达到优化施工组织设计，规避大中型突涌水地质灾害的目的，并且为后期隧道运营风险的评价提供重要数据，具有非常广泛的应用前景。
【IPC分类】G06F19-00
【公开号】CN104636612
【申请号】CN201510054777
【发明人】李利平, 石少帅, 卜林, 李术才, 周宗青, 许振浩, 张乾青, 林鹏, 袁永才
【申请人】山东大学
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2015年2月3日