[发明专利]融合数值模型与数理统计的道路塌陷风险评估方法及系统

权利要求书

1.融合数值模型与数理统计的道路塌陷风险评估方法，其特征在于，包括如下步骤：

获取待评估道路的道路设计信息及下方空洞信息；

基于待评估道路的道路设计信息及下方空洞信息和道路响应预测模型，得到有空洞和无空洞时的临界路面响应；

其中，所述道路响应预测模型的构建过程为：结合历史道路破坏事故中实测空洞数据和数值模拟建立多工况道路响应算例库，确定关键力学响应指标，通过回归统计方法，基于多工况道路响应算例库，分别建立有空洞及无空洞时的道路力学响应预测模型；

基于临界路面响应、隐伏空洞路面及正常路面的疲劳开裂寿命得到道路塌陷风险指数，根据道路塌陷风险指数与脱空区预计影响范围评估道路塌陷风险等级，根据风险等级及现场实际情况，确定对应的风险控制对策及建议。

2.如权利要求1所述的融合数值模型与数理统计的道路塌陷风险评估方法，其特征在于，所述历史道路破坏事故中实测空洞数据包括塌陷案例调研及对应的空洞现场实测数据。

3.如权利要求1所述的融合数值模型与数理统计的道路塌陷风险评估方法，其特征在于，所述确定关键力学响应指标，通过回归统计方法，分别建立有空洞及无空洞时的道路力学响应预测模型包括：

根据相关规范规定及研究结果选取沥青层底水平拉应变作为关键力学响应指标；

以多工况道路响应算例库中的路面结构信息及输入参数范围为基本参数，开展多元线性回归分析，分别建立有空洞及无空洞时的道路力学响应预测模型；

开展线性拟合，比较沥青层底水平拉应变的预测准确率。

4.如权利要求3所述的融合数值模型与数理统计的道路塌陷风险评估方法，其特征在于，所述基本参数包括空洞洞长及埋深、结构层厚度及模量以及所施加的车辆荷载大小。

5.如权利要求3所述的融合数值模型与数理统计的道路塌陷风险评估方法，其特征在于，所述空洞及无空洞时的道路力学响应预测模型中，有空洞道路力学响应预测模型的表达式为：

ε₀＝171.2062-0.2743T-0.0222E+0.3309p+15.7984L-126.8991D,R²＝0.811

式中，ε₀为脱空发生后沥青层底部的拉应变，T为沥青层厚度，E为沥青层弹性模量，p为所施加荷载大小，L为空洞长度，D为空洞埋深。

无空洞道路力学响应预测模型的表达式为：

ε₁＝91.7789-0.3463T-0.01237E+0.2715p,R²＝0.9897

式中，ε₁为未脱空时沥青层底部的拉应变，T为沥青层厚度，E为沥青层弹性模量，p为所施加荷载大小。

6.如权利要求1所述的融合数值模型与数理统计的道路塌陷风险评估方法，其特征在于，所述道路塌陷风险指数表达式为：

式中，ε₀为脱空发生后沥青层底部的拉应变，ε₁为未脱空时沥青层底部的拉应变。

7.如权利要求1所述的融合数值模型与数理统计的道路塌陷风险评估方法，其特征在于，所述根据道路塌陷风险指数与脱空区预计影响范围评估道路塌陷风险等级具体包括：基于道路塌陷风险指数数值，将塌陷风险等级划分为五级，其中Ⅰ级代表风险很低，Ⅱ级为风险较低，Ⅲ级代表破坏风险一般，Ⅳ级代表风险较高，Ⅴ级代表路面破坏风险极高。