改進(jìn)的AHP對連拱隧道滲漏水病害的影響評價(jià)

吳華偉

【摘要】隨著社會(huì)的發(fā)展，人們在連拱隧道漏水病害這方面也逐漸的重視了起來，曾有國外的專家也會(huì)因此類型的事件而研究出了AHP（層次分析法），而如今的現(xiàn)實(shí)生活中這種方法已經(jīng)不能夠滿足于現(xiàn)在的建筑狀況，而是利用了改進(jìn)的AHP對連拱隧道滲水漏水的這種病害進(jìn)行了分析和評價(jià)，這種方法是通過滲水病害的因素，測出每一個(gè)因素的權(quán)重，然后系統(tǒng)可以將權(quán)重計(jì)算排序，從而分析出連拱隧道滲漏水的主要因素。這樣就可以有針對性的去解決問題，所以改進(jìn)的AHP是對連拱隧道滲漏水病害是有著積極的作用的，也是符合客觀事實(shí)的，這也為分析滲水病害的影響提供了新的思考方向。

【關(guān)鍵詞】 改進(jìn)層次分析法（AHP）;連拱隧道;滲漏水病害;權(quán)重

在連拱隧道中滲水漏水的因素有很多，往往這些因素都是互相影響的，其中環(huán)境的復(fù)雜程度是決定的主要因素，這種連拱隧道在自身中就有很多的缺陷限制，這種自身的缺陷導(dǎo)致相當(dāng)嚴(yán)重的滲水漏水的病害，就國內(nèi)對于連拱隧道的滲水漏水病害所研究上來說是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的;針對連拱隧道所影響的因素大小的研究也微乎其微;對施工后所產(chǎn)生的漏水滲水的危害程度研究不夠;對其研究后的分析結(jié)果研究廣泛，這篇文章針對連拱隧道的滲水漏水的因素進(jìn)行了較好的研究，在研究分析滲漏水研究方面和預(yù)測其權(quán)重的大小有著積極的作用。

1、改進(jìn)層次分析法的優(yōu)點(diǎn)

層次分析法簡稱AHP，是指將與決策有關(guān)的元素分解成目標(biāo)、準(zhǔn)則、方案等層次，在此基礎(chǔ)之上進(jìn)行定性和定量分析的決策方法。而針對于層次分析法進(jìn)行了改進(jìn)，是在散亂的基礎(chǔ)上對AHP進(jìn)行了改進(jìn)，這種改進(jìn)的AHP改善了以前的層次分析法的弊端，例如將傳統(tǒng)的層次分析法的矩陣的一致性問題的判斷進(jìn)行了改善，這種方式可以讓計(jì)算結(jié)果更精確，收斂速度更快，本文正是運(yùn)用了這種方法對連拱隧道的各種病害進(jìn)行了分析和評價(jià)。

層次分析法的特點(diǎn)是將目標(biāo)和需要解決的方案，運(yùn)用此方法將各個(gè)問題進(jìn)行劃分，總共分為了三個(gè)層次。第一層為目標(biāo)層（G），第二層為準(zhǔn)則層（C），第三層為方案層（P）具體如圖1所示，然后將各個(gè)層面的數(shù)據(jù)進(jìn)行兩兩比較，最終得到一組數(shù)據(jù)為P1～Pm，然后針對這組數(shù)據(jù)可以針對G層進(jìn)行分析，從而可以得到比較完美的方案，這種方式是從上到下的分析組合結(jié)構(gòu)，但是在權(quán)重的分配上是與這不同的，所以我們需要對層次分析法進(jìn)行改進(jìn)。

2、改進(jìn)的層次分析法步驟解析

經(jīng)過改進(jìn)的層級(jí)分析法一共可以分成四步進(jìn)行。

第一步：首先明確問題在哪，然后在針對問題構(gòu)建一個(gè)指標(biāo)體系，我們要對所面臨的問題有一個(gè)確切的認(rèn)知，要確定其范圍、問題中所有的因素及之間的聯(lián)系、為什么要解決這個(gè)問題等等，然后在對每一個(gè)因素中的聯(lián)系進(jìn)行計(jì)算，最后將每個(gè)層次都建立一個(gè)評價(jià)指標(biāo)的體系。

第二步：要建立一個(gè)矩陣能夠進(jìn)行有效的判定，在構(gòu)建矩陣時(shí)要設(shè)定同一層次需要進(jìn)行標(biāo)的數(shù)據(jù)，然后將其中任意的兩組數(shù)據(jù)進(jìn)行重要權(quán)重比較，然后根據(jù)每個(gè)重要程度的不同在構(gòu)建一個(gè)判斷矩陣，這樣我們就確定了那組數(shù)據(jù)才是最重要的數(shù)據(jù)。我們將此構(gòu)建成的判斷矩陣稱之為M。

第三步：在判斷矩陣M完成后，我們就可以利用圖2公式求出其中的最大特征值λmax，滿足圖2公式的最大λ的值。

然后我們將算出的λmax帶進(jìn)到圖3的齊次方程，然后經(jīng)過計(jì)算得到了λmax的對應(yīng)特征向量W={x1，x2，…，xn}。

經(jīng)過圖3的公式計(jì)算后我們可以得到每一個(gè)因素的權(quán)重大小，這就是層次單排序。然后用一致性的指標(biāo)來對其衡量不一致的程度。

第四步：進(jìn)行所有層次的總的排列和各個(gè)組合的一致性檢驗(yàn)。層次的總排序就是將最下面那層的每個(gè)指標(biāo)的權(quán)重進(jìn)行分析計(jì)算，這成為總排序。而在經(jīng)過了層次的單排序后，我們得到的判斷矩陣M已經(jīng)具有了一致性，所以我們在改進(jìn)的AHP中是不需要對其進(jìn)行一致性的檢驗(yàn)的。因?qū)哟螁闻判蚝蟮呐袛嗑仃嚲哂幸恢滦裕虼耍倪M(jìn)后的層次總排序無需進(jìn)行一致性檢驗(yàn)。

3、高速公路連拱隧道滲漏水病害影響因素分析

3.1隧道滲漏水病害概況

為了進(jìn)一步了解高速公路連拱隧道中滲漏水病害會(huì)有哪些影響，通過查閱各種資料通過比對和分析我們可以發(fā)現(xiàn)，在大部分的高速公路中連拱隧道中都有著滲漏水的病害，但是它們的滲漏的方式是各種各樣的，我們將所有的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對、歸納、分析其漏水的位置，我們將其現(xiàn)象分成了下面幾種類型：（1）中隔墻滲漏水;（2）拱腰滲漏水;（3）拱腳滲漏水;（4）拱頂滲漏水。

我們針對上述滲水漏水的情況影響的因素進(jìn)行了匯總，一共總結(jié)出了18種因素。連拱隧道結(jié)構(gòu)形式B15、中隔墻防排水B35、防水板破壞B11、排水系統(tǒng)堵塞B33、三縫施工B11、防水材料的選取B31、襯砌及支護(hù)結(jié)構(gòu)施工B12、設(shè)計(jì)不當(dāng)B14、隧道結(jié)構(gòu)防水失效B34、淺埋B24、裂隙及裂隙水b44、孔隙連通及孔隙水b43、地下水腐蝕性b41、圍巖破碎b42、混凝土施工B13、偏壓B23、隧址區(qū)降雨B21、地表水B22。

3.2模型的計(jì)算與應(yīng)用

建立層次結(jié)構(gòu)模型

我們根據(jù)所有搜集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，建立了如圖4的層次結(jié)構(gòu)模型。

然后我們可以根據(jù)得到的數(shù)據(jù)構(gòu)建出各層次中所有的判斷矩陣，并且計(jì)算出總的權(quán)重排序，詳見圖5。

我們通過上述的結(jié)果和分析比對可以看出隔墻滲水是最嚴(yán)重的因素，這種因素的出現(xiàn)第一點(diǎn)是因?yàn)楦魤ψ陨砭痛嬖谥鄣降穆┒春腿毕?另一點(diǎn)就是其他的一些次要因素也在影響著高速公路連拱隧道的滲漏水情況的發(fā)生，最后由于這兩點(diǎn)共同作用產(chǎn)生了這種現(xiàn)象的發(fā)生。

結(jié)語：

綜上所述，高速公路連拱隧道的滲漏水的情況大部分是因?yàn)樽陨淼娜毕莺凸こ淘诮ㄔO(shè)中選取的地質(zhì)條件比較差而引起的，各方面因素的影響讓這種滲漏水的危害特別嚴(yán)重，連拱隧道自身缺陷以及隧址區(qū)工程水文地質(zhì)條件復(fù)雜性等特點(diǎn)，使得其滲漏水病害十分重，本文在調(diào)研的基礎(chǔ)上對連拱隧道滲漏水的類型進(jìn)行了劃分。我們通過了運(yùn)用改進(jìn)的AHP方法針對國內(nèi)的連拱隧道所面臨的滲漏因素進(jìn)行了有力的分析，這也給我們應(yīng)該主要攻克連拱隧道滲漏水病害等問題提供了新的方向。

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