厦门海底隧道健康监测与安全评估系统的研究

作     者：刘洋 

作者单位：华侨大学 

学位级别：硕士

导师姓名：曾志兴

授予年度：2009年

学科分类：081406[工学-桥梁与隧道工程] 08[工学] 0814[工学-土木工程] 082301[工学-道路与铁道工程] 0823[工学-交通运输工程] 

主      题：厦门海底隧道 健康监测 状态评估 模糊层次分析 灰色预测 

摘      要：随着人们对隧道安全性、耐久性与正常使用功能的日渐关注,隧道结构状态评估的研究与应用成为土木工程领域非常活跃的一个研究方向。本文以厦门(翔安)海底隧道为研究背景,结合其长期监测数据、日常检测数据和相关规范,对隧道进行状态评估,并对未来隧道运营状况做出预测,以避免灾难的发生。 本文给出了长期健康监测系统的组成和安装过程,重点研究状态安全评估系统,开发了厦门海底隧道的状态安全评估系统。本文的主要研究工作涉及到下列几个方面: (1)系统总结了近年来在结构状态评估领域比较成熟的方法和新的研究思路,为本文的理论研究和实现打下基础。 (2)为了更加全面地反映隧道在运营周期内的性能状态,结合隧道运营过程中监测系统以及人工周期性检测结果,本文对厦门海底隧道综合评估方法进行了进一步的探讨。为了更加有效地反映评估对象的模糊性,本研究将传统的层次分析法拓展到模糊领域,引入三角模糊数的概念,并对模糊评判矩阵的排序方法进行了研究,在此基础上,通过专家打分和相关数据的无量纲处理,研究出厦门海底隧道多层次多目标综合评估数学模型。 (3)根据所研究的评估系统,利用灰色预测理论,根据连续4年的评估结果,预测了未来5年的隧道的健康状态。 (4)给出了利用计算机语言编制数据库和数据处理软件,建立评估系统的构思。结合健康监测系统中的数据采集系统,可以初步实现厦门海底隧道的在线监测与状态评估。 本文的研究工作为海底隧道结构健康监测与评估管理系统的建立提供了一套实用、有效的解决方案,必定会为健康监测系统的进一步发展应用提供更加丰富的理论成果。