[发明专利]一种碾压混凝土坝层面性态综合评价方法

权利要求书

1.一种碾压混凝土坝层面性态综合评价方法，其特征在于包括如下步骤：

（1）根据目标问题影响因素构建评价指标体系：根据实际工程中碾压混凝土坝层面性态的影响因素，构建变形指标、渗流指标和应力指标；其中，变形指标包括水平位移和垂直位移两项分项指标；渗流指标包括层面渗压和坝体渗漏量两项分项指标；应力指标包括坝踵应力、坝趾应力和层面应力三项分项指标；

（2）确定评价指标的评价等级、确定定量指标的评价标准及定量指标的评价指标度量方法：

（3）建立碾压混凝土坝变形、渗流、应力监控模型：

（3-1）碾压混凝土坝变形监控模型的建立：影响碾压混凝土坝变形的主要因素有水压力、温度及时效，即变形主要由水压、温度和时效三个分量组成，则变形监控模型的表达式为：

δ=δH+δT+δθ]]>

=A0+Σi=0maiHi+Σi=0nbiTi+c0+c1θ+c2lnθ---(5)]]>

式中：δ为变形实测值；δ_H、δ_T、δ_θ为分别为水压分量、温度分量和时效分量；A₀为常数项；a_i为水压因子的拟合系数；H为上游水深；其中，重力坝m取3，拱坝m取4；b_i为各温度因子的拟合系数；T_i为各温度计的温变值；n为温度计的个数；c₀、c₁和c₂为时效因子的拟合系数；θ为施加水压荷载的不同时间至初始时间的累计天数；

（3-2）碾压混凝土坝渗流监控模型的建立：渗压计测值主要受水位、温度、降雨、时效等影响，因此，在分析时采用如下测值回归模型：

P=Ph+PT+PP+Pθ]]>

=a0+Σi=15a1i(hui-hu0i)+Σi=15a2i(hdi-hd0i)]]>

+Σi=1mbi(Ti-Ti0)+Σi=14ci(Pi-P0)+d1(θ-θ0)+d2(lnθ-lnθ0)---(6)]]>

式中：P、P_h、P_T、P_P、P_θ分别为扬压力测值、扬压力测值的水压分量、温度分量、降雨分量、时效分量；a₀为常数项；a_1i、a_2i为上下游水位分量的回归系数，i=1～5；h_ui、h_di为监测日、监测日前1天、前2至4天、前5至15天、前16至30天的上下游平均水位，i=1～5；h_u0i、h_d0i为初始监测日上述各时段对应的上下游水位平均值i=1～5；T_i为各温度计测值；b_i为温度因子回归系数；P_i为监测日、监测日前1天、前2至4天、前5至8天的平均降雨量均值，i=1～4；P₀为初始监测日上述各时段对应的平均降雨量，i=1～4；c_i为降雨量因子回归系数，i=1～4；θ为位移监测日至始测日的累计天数t除以100；θ₀为建模资料系列第一个测值日到始测日的累计天数t₀除以100；d₁、d₂为时效因子回归系数；

（3-3）碾压混凝土坝应力监控模型的建立：应力主要与水压力、温度、自重、湿胀以及时效等因素有关，应力的监控统计模型表示为：

σ=σH+σT+σG+σW+σθ]]>

=Σi=1m1ai(Hi-H0i)+Σim2biTi+c1+(θ-θ0)+c2(lnθ-lnθ0)+a0---(7)]]>

式中：σ_H，σ_T，σ_G，σ_W，σ_θ分别为应力的水压、温度、自重、湿胀和时效分量；H为水头；m₁取3~4；H₀为初始水头；bi为温度分量回归系数；T_i为第i支温度计的变温值，等于第i支温度计的瞬时温度减去初始温度；m₂为温度计的总支数；c₁、c₂为时效分量回归系数；θ为位移监测日至始测日的累计天数t除以100；θ₀为建模资料系列第一个测值日到始测日的累计天数t₀除以100；a₀为常数值；

（4）采用G1法对评价指标赋权：

对评价指标权重采用G1法赋值：指标集中选出m个指标中最重要的一个指标，记为余下的m-1个指标中选出最重要的一个指标，记为依次类推，经过m-1次挑选剩下的评价指标记为X_k；专家对相邻指标X_k-1与X_k之间的重要程度之比用r_k＝W_k-1/W_k来表示，其中W_k为第k个指标的权重，k＝m,m-1,…,3,2；r_k取经验值；

（5）通过对底层评价指标的云模型转换和上一层指标综合云的计算，对碾压混凝土坝层面性态进行综合评价：先计算每一底层指标的基云T{T₁(Ex₁,En₁,He₁),T₂(Ex₂,En₂,He₂),…,T_n(Ex_n,En_n,He_n)}；

然后采用综合云算法公式

Ex=Ex1En1W1+Ex2En2W2+...+ExnEnnWnEn1W1+En2W2+...+EnnWnEn=En1W1+En2W2+...+EnnWnHe=He1En1W1+He2En2W2+...+HenEnnWnEn1W1+En2W2+...+EnnWn]]>

计算出上一层次指标Ex、En、He，以此类推直至求出最高层期望值Ex、熵En和超熵He，从而得出评价结果。