基于模糊层次分析和云模型的基坑渗流风险评价方法与流程

本发明属于数据处理的，特别是涉及一种基于模糊层次分析和云模型的基坑渗流风险评价方法。

背景技术：

1、基坑施工风险是指基坑开挖建设过程中事故或不利事件发生的潜在可能性，以及对工程造成的不良后果。根据近十多年来基坑事故案例统计，基坑施工风险按照破坏形式可划分为：渗流破坏、支撑失稳、坑底滑动、踢脚破坏、突涌破坏、机械伤人六种风险事故类型，其中在软土地区，渗流破坏是基坑事故频繁发生的最主要诱因，占比“62％”。

2、因此，基坑施工过程中由地下水渗流诱发的风险事故愈发突出，如何精准地预测评价基坑风险等级，采取渗流控制措施，确保施工渗流安全是当前亟待解决的重大难题之一。

技术实现思路

1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于模糊层次分析和云模型的基坑渗流风险评价方法，用于解决上述问题。

2、第一方面，本发明提供一种基于模糊层次分析和云模型的基坑渗流风险评价方法，所述方法包括以下步骤：

3、获取基坑基础数据，其中，所述基坑基础数据包括基坑渗流风险的定义、类型以及基坑渗流风险评价指标体系；

4、对所述基坑基础数据进行分析以开展基坑渗流风险评价计算，其中包括基于模糊层次分析法计算各级评价指标的初步和综合模糊权重，以及利用云模型确定基坑渗流风险的正态云综合确定度；

5、基于所述基坑渗流风险评价模型中各级评价指标的综合模糊权重以及正态云综合确定度，利用代表性原则确定当前基坑渗流对应的风险等级。

6、在本申请一个可能的实现方式中，所述获取基坑基础数据，具体包括：

7、获取用户定义的基坑渗流风险定义以得到所述基坑渗流风险类型，其中，所述基坑渗流风险类型包括基坑突涌、渗流破坏、围护结构漏水漏砂以及接触冲刷破坏；

8、基于用户定义的评价指标以及取值区间得到所述基坑渗流风险评价指标体系，其中，所述基坑渗流风险评价指标体系包括目标层、准则层以及因素层。

9、在本申请一个可能的实现方式中，所述基于用户定义的评价指标以及取值区间得到所述基坑渗流风险评价指标体系，具体包括：

10、获取第一级评价指标以组成所述准则层，其中，所述第一级评价指标包括水文地质条件、土体物理力学特征、基坑设计条件以及基坑建设因素；

11、获取第二级评价指标以组成所述因素层，其中，所述第二级评价指标包括定量指标与定性指标；

12、获取第二评价指标对应的取值区间，其中，所述定性指标的区间范围划分为四个取值范围，分别对应四个的基坑渗流风险等级。

13、在本申请一个可能的实现方式中，所述基于模糊层次分析法计算各级评价指标的初步和综合模糊权重，具体包括：

14、获取用户建立的三角模糊数，基于三角模糊数得到评价指标的互补判断矩阵；

15、基于所述互补判断矩阵互补判断矩阵计算评价指标的初步模糊权重；

16、基于所述初步模糊权重计算得到初步可能度矩阵；

17、将所述初步可能度矩阵转化为模糊一致可能度矩阵；

18、利用排序公式结合所述模糊一致可能度矩阵计算得到所述综合模糊权重。

19、在本申请一个可能的实现方式中，所述利用云模型确定基坑渗流的正态云综合确定度，具体包括：

20、选取云滴数量生成目标云，并计算目标云的特征值，其中，所述特征值包括期望、熵以及超熵；

21、结合所述特征值利用正态云正向发生器计算所述目标云的目标确定度；

22、基于所述目标确定度结合评价指标的综合模糊权重计算所述正态云综合确定度。

23、在本申请一个可能的实现方式中，在计算所述特征值时，所述方法还包括边界判断，其中，双边边界的计算方法与单边边界在所述期望以及所述熵的计算方式存在不同，所述超熵为常数值。

24、在本申请一个可能的实现方式中，所述方法还包括调用其他计算结果的等级与当前基坑渗流对应的风险等级进行比对，并基于预设可视化方式输出比对结果。

25、第二方面，本发明提供一种基于模糊层次分析和云模型的基坑渗流风险评价系统，所述系统包括：

26、获取模块，用于获取基坑基础数据，其中，所述基坑基础数据包括基坑渗流风险的定义、类型以及基坑渗流风险评价指标体系；

27、分析模块以开展基坑渗流风险评价计算，用于对所述基坑基础数据进行分析，其中包括基于模糊层次分析法计算各级评价指标的初步和综合模糊权重，以及利用云模型确定基坑渗流风险的正态云综合确定度；

28、确定模块，用于基于所述基坑渗流风险评价模型中各级评价指标的综合模糊权重以及正态云综合确定度，利用代表性原则确定当前基坑渗流对应的风险等级。

29、第三方面，本发明提供一种电子设备，所述电子设备包括：处理器和存储器；

30、所述存储器用于存储计算机程序；

31、所述处理器用于执行所述存储器存储的计算机程序，以使所述电子设备执行上述的基于模糊层次分析和云模型的基坑渗流风险评价方法。

32、第四方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被电子设备执行时实现上述的基于模糊层次分析和云模型的基坑渗流风险评价方法。

33、如上所述，本发明所述的基于模糊层次分析和云模型的基坑渗流风险评价方法，具有以下有益效果：

34、(1)、首次提出了基坑渗流风险及控制的概念，填补了相关的空白，总结归纳了基坑渗流风险类型和风险评价指标，参考相关标准、规程以及文献，明确了渗流风险定量指标和定性指标的等级划分和取值区间。

35、(2)、构建了模糊层次分析法和云模型耦合的评价方法模型，综合反映了基坑渗流风险评价指标的不确定性和模糊性，实现了随机性和模糊性之间的转换，客观地表现出各指标之间的相互重要性，云模型计算出的各风险等级正态云综合确定度，体现了基坑渗流灾害事故发生的可能性，并利用最大代表性原则来判定风险等级，评价结果更加合理和可信。

技术特征：

1.一种基于模糊层次分析和云模型的基坑渗流风险评价方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于模糊层次分析和云模型的基坑渗流风险评价方法，其特征在于，所述获取基坑基础数据，具体包括：

3.根据权利要求2所述的基于模糊层次分析和云模型的基坑渗流风险评价方法，其特征在于，所述基于用户定义的评价指标以及取值区间得到所述基坑渗流风险评价指标体系，具体包括：

4.根据权利要求3所述的基于模糊层次分析和云模型的基坑渗流风险评价方法，其特征在于，所述基于模糊层次分析法计算各级评价指标的初步和综合模糊权重，具体包括：

5.根据权利要求4所述的基于模糊层次分析和云模型的基坑渗流风险评价方法，其特征在于，所述利用云模型确定基坑渗流的正态云综合确定度，具体包括：

6.根据权利要求5所述的基于模糊层次分析和云模型的基坑渗流风险评价方法，其特征在于，在计算正态云特征值时，所述方法还包括特征值的边界判断，其中，双边边界的计算方法与单边边界在所述期望以及所述熵的计算方式存在不同，所述超熵为常数值。

7.根据权利要求6所述的基于模糊层次分析和云模型的基坑渗流风险评价方法，其特征在于，所述方法还包括调用其他计算结果的等级与当前基坑渗流对应的风险等级进行比对，并基于预设可视化方式输出比对结果。

8.一种基于模糊层次分析和云模型的基坑渗流风险评价系统，其特征在于，包括：

9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求1至7任一项所述基于模糊层次分析和云模型的基坑渗流风险评价方法。

10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：处理器及存储器；其中，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于执行所述存储器存储的计算机程序，以使所述电子设备执行如权利要求1至7中任一项所述基于模糊层次分析和云模型的基坑渗流风险评价方法。

技术总结
本发明提供一种基于模糊层次分析和云模型的基坑渗流风险评价方法，所述方法包括以下步骤：获取基坑基础数据，其中所述基坑基础数据包括基坑渗流风险的定义、类型以及评价指标体系；对所述基坑基础数据进行分析以开展基坑渗流风险评价计算，其中包括基于模糊层次分析法计算各级评价指标的初步和综合模糊权重，以及利用云模型确定基坑渗流风险的正态云综合确定度；最后利用代表性原则确定当前基坑渗流对应的风险等级。本发明的基于模糊层次分析和云模型的基坑渗流风险评价方法可以解决渗流风险中模糊性和不确定性及其两者相互耦合转换问题，精准地预测基坑由地下水诱发的渗流风险，评价渗流风险等级，采取渗流控制措施，确保基坑施工渗流安全。

技术研发人员：吴建,陈波,王浩
受保护的技术使用者：上海勘测设计研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2025/1/2