基于改进向量机的岩体质量分级研究

以金沙江某水电站工程实例,应用交叉验证和网格搜索优化支持向量机(SVM)模型建立岩体质量分级模型,选取岩石单轴抗压强度(Rc)、岩石质量指标(RQD)、岩体风化程度、节理组数(Jn)、节理粗糙系数(Jr)、节理蚀变系数(Ja)、地下水状态7个参数作为输入参数构建立分类模型,对坝区复杂的岩体结构进行质量分级。通过与RMR(岩体地质力学分类)和BP神经网络分类法对比,表明:支持向量机具有高非线性映射能力,对岩体分类识别能力极强,具有较好的准确度和稳定性,能够满足实际的工程需要。     

人工神经网络在国内岩石力学中的应用与展望

基于国内的研究现状,对人工神经网络在复杂岩石工程中的应用研究进行了回顾与分析,就岩石力学领域内的辨识岩体力学参数、岩体的稳定性分类、岩体的质量分级的模式识别、岩体变形适时预测以及复杂岩体的本构关系研究等方面,分别阐述了人工神经网络建立模型的原理和方法、研究现状、所取得的技术成果和达到的水平,并通过相应的实例进行了分析说明.最后总结了神经网络方法在应用中存在的优缺点,并分析和探讨了进一步的研究方向和应用前景.     

基于变权重区间模糊评判法的岩体质量评价

针对现有岩体质量分类方法存在的不足,提出一种岩体质量的变权重区间模糊评判法。该方法精细地构建了RMR分类体系中岩石单轴抗压强度、RQD、节理间距、节理条件和地下水条件5个指标的隶属函数,并通过采用归一化的贴近度替代隶属度,克服了现有方法中当部分指标值区间模糊分布时存在的误差;为使评价结果更符合实际需求,采用变权法突出劣态指标在岩体质量分级决策中的重要性。工程实例验证结果表明,提出的新方法相比RMR法有更强的适用性。     

基于改进BP神经网络的地下工程围岩分类

传统BP神经网络存在局部极小值、学习算法收敛速度慢、网络结构难以确定等缺点,因此采用改进的BP神经网络分析地下工程围岩的稳定性。将岩石单轴饱和抗压强度、岩石质量指标、岩体的完整性系数、结构面的强度系数、地下水渗流量作为围岩的分类指标,利用附加动量因子、L-M优化算法与Nguyen-Widrow初始化算法相结合的改进BP神经网络建立围岩稳定性的分类预测模型,并运用MATLAB对学习样本进行分类识别,确定地下工程围岩的岩体等级,并结合平均影响值特征筛选法确定影响围岩稳定性的主导因素。实例分析结果表明:岩体的质量、强度以及所处的状态对围岩的稳定起主导作用,结构面产状和性状则为次级影响因素。     

岩体分类系统在阿塔图克大坝地下开挖中的应用

土耳其幼发拉底河上的阿塔图克大坝建在粘土质灰岩上，为防止左右坝肩渗漏，决定在灌浆廊道内建一道灌浆帷幕。采用隧道掘进的著名的岩体分级系统、岩体分级（ＲＭＲ）和岩体质量系数（Ｑ），进行沿隧道的岩体分类。根据ＲＳＲ、ＲＭＲ和Ｑ值，可将廊道岩体分为３个不同的类别。介绍了３种分类系统之间的关系，并建议用岩石锚杆，金属网喷射混凝土和钢架对岩体进行支护。     

基于神经网络与灰色理论的工程岩体分级

建立岩体分级结果与岩石强度、岩体完整度、地下水分布等影响因素间的非线性映射关系,对大型水利水电工程的岩体质量分级工作具有重要意义。以前坪水库坝址区工程岩体为例,采用灰色理论对影响因素及对应结果进行聚类划分,构建灰色理论岩体质量分级体系;以类似工程岩体数据作为输入样本对BP神经网络进行训练,拟合各影响因素与分级结果之间的函数关系,并构造特定网络,最后将研究区岩体数据作为检验样本进行分级。与比传统工程岩体质量分级方法比较表明:新的模型能最大限度利用勘察数据库,且分级结果与传统方法基本一致,少数岩组偏向于经济性。     

BP人工神经网络在岩体质量分级中的应用

通过金沙江某水电站的野外地质调查获取了丰富的基础地质资料后,针对其地质特点,提炼出岩石单轴抗压强度(R)、岩石质量指标(RQD)、岩体风化程度、节理组数(Jn)、节理粗糙系数(Jr)、节理蚀变系数(Ja)和地下水状态7个对岩体质量起控制作用的因素作为神经网络模型的输入变量。基于MATLAB软件平台设计的人工神经网络,通过具有较强代表性的116组样本数据的训练得到了稳定性好、可信度高的岩体质量分级网络模型。在对36组测试数据分析后,发现该模型的仿真结果具有较高的准确度和良好的吻合度,能够满足实际工程需要。     

塔城坝址软弱岩体工程地质特性及岩体质量分级

为查清金沙江塔城坝址区软弱岩体的工程地质特性并对岩体质量进行分级,为工程设计提供准确技术参数,通过现场和室内试验等方法,获得了软弱岩体的物理力学强度指标和岩石破坏形态。根据试验结果给出了坝址区岩体物理力学参数的建议值。依据规范对坝址区岩体进行了分类分级。其结果可为坝址区主要建筑物和高边坡处理设计提供依据。     

海域岛礁桥基岩体质量分级因素及量化研究

海域岛礁一般表现为孤立山丘、四面临空且频繁受海水涨、落潮影响特征,从海域岛礁岩体的工程地质特点出发,选择岩石力学性质、结构面发育特征、岩体结构类型、岩体风化状况、地下水状况作为分级控制因素,并分别采用岩石单轴饱和抗压强度Rs、岩体完整性系数Kv、岩石质量指标RQD或岩体块度指数RBI、风化程度系数KY及地下水影响修正系数U进行量化,其结果显示上述指标能很好地反映岩体质量分级的差异。     

混凝土面板堆石坝趾板建基岩体质量检测与评价

采用地震波法、钻孔声波法以及室内岩石力学试验法，对水布垭水电站面板坝趾板建基岩体进行了动、静参数测试，并根据所获的参数建立了岩体质量、岩体动力学和静力学参数三者之间的相关关系，对工程岩体进行了质量分级和质量评价。根据检测结果与分析，认为采用地震波法、钻孔声波法以及室内岩石力学试验综合评价水电站大坝趾板建基岩体工程质量是可行的，其成果可为大坝趾板建基岩体验收提供依据。     

溪落渡水电站坝基岩体质量综合分级

通过对已有岩体质量的评述，提出了对大型水电工程坝基岩体分级的综合分级方法，据对溪落渡水电工程１８个钻孔岩芯的观测，首先分别应用比尼威期基的地质力学分类、巴顿的Ｑ系统分类和水电部的工程岩体分类方法对坝基岩本质量进行分类，再根据以上３种方法所得分级结果综合确定坝基岩体质量。分级结果表明，该工程的坝基岩体质量优良，以Ⅰ、Ⅱ类岩体为主，对工程建设有利。分级结果与坝区地质研究结果的对应性好。     

坝基岩体质量分级影响因素及分级标准

对于150 m以上级别的高坝、超高坝,坝基岩体质量分级以及大坝建基面选择对坝基工程处理、大坝体型设计以及坝型坝线比较等,均有决定性的控制作用。就水利水电工程项目而言,目前国内外采用的坝基岩体质量分级方法,主要有RMR分级系统、GSI分级、《工程岩体分级标准》(GB50218—2014)和《水利水电工程地质勘察规范(GB 50487—2008)》的相关标准。大量工程实践表明,影响坝基岩体质量的因素主要是岩石强度、岩体结构和赋存条件。结合新疆某工程坝基岩体质量分级研究,得出影响和制约该工程坝基岩体质量的主要因素为:岩石饱和抗压强度、岩体结构类型以及结构面性状特征(结构面组数、间距及结合程度)、风化与卸荷程度、声波波速、地震波波速、完整性系数、钻孔RQD和地下水状态等;据此,采用定性与定量相结合的方法,制定了坝基岩体质量分级标准。     

基于RMR和模糊模式识别法的围岩质量评价及其强度参数的确定

首先简单介绍了RMR法和模式识别直接法的原理，其次简要阐述了Hoek-Brown强度准则及岩体强度估算新方法的原理，最后结合工程实例，分别用RMR法和模式识别直接法评价围岩质量以及通过RMR总分值应用Hoek-Brown强度准则确定围岩的力学参数。通过对硐段岩体质量的评价及其力学参数的确定，为后续的工作提供参考。     

含原生隐性节理工程岩体分级方法

白鹤滩水电站柱状节理玄武岩体内原生微裂隙发育,分布有宏观肉眼不易辨认的隐性节理,节理面较平整,多呈闭合状,为断续镶嵌结构,但岩石强度大,纵波波速高,岩体本身质量及其实际结构特征与测试得到的物理力学性质不相匹配。以白鹤滩水电站坝基柱状节理玄武岩作为含原生隐性节理的代表性岩体,基于其特殊性状,开展现场钻孔取芯、声波测试与点荷载试验,采用目前较为常用的几种工程岩体分级方法对其开展分级研究,对比分析岩体分级的结果与工程实际情况是否具有一致性;并以BQ分级方法为基础,在特定条件下引入RQD来修正岩体完整性系数K_v值,建立了一种适用含有原生隐性节理的工程岩体分级方法;将该方法用于白鹤滩柱状节理玄武岩的工程分级,分级结果与工程实际具有较好的一致性;最后,通过现场原位岩体变形试验对改进的分级方法进行验证可知,测试得到的柱状节理玄武岩变形参数与改进后BQ法的分级结果具有较好的匹配性。     

地下水封洞库岩体质量可拓评价

基于可拓学的物元模型,借助可拓评价模型对地下水封洞库岩体质量进行分类。根据岩体质量分类的影响因素,确定经典域和节域,并利用均方差法求取的权系数和引入的关联度,对地下水封洞库质量进行可拓评价。将该模型应用于黄岛地下水封洞库工程,得到了较好的预测结果,虽然与BQ法和RMR法对比得到的结果有异,但取样分析表明可拓评价模型的结果更合理,能够反映地下水封洞库岩体质量的等级。     

公路隧道岩体分级的模糊综合评判法

建立了公路隧道岩体分级的模糊综合评判法.对<公路隧道岩体分级标准>数据进行了分析和整理,确定了适宜的分级指标和分级标准;对评价论域进行了模糊处理,以适应评价指标交叉的要求;建立了各定量和定性指标对不同论域等级隶属度的计算方法;确定了权重选取标准;给出了模糊综合评判的计算步骤;针对韩家岭公路隧道现场实践,进行了现场隧道围岩分级的模糊综合评判,对评判结果进行了分析.     

某水电站泄洪洞围岩质量分级综合评判模型研究

在综合考虑多因素岩体质量分级方法的基础上,结合某水电站泄洪洞特定围岩地质条件的岩石强度、岩体完整程度、结构面状态、地下水及结构面产状等多个影响因素,采用模糊综合评判的方法,计算各影响因素的隶属度,按照最大隶属度原则判定围岩类别,并将其应用于电站泄洪洞围岩岩体质量评价。评判结果显示,使用综合评判的评价结果与现场定性判断结果基本一致。     

模糊模式识别方法应用于水工设计咨询的探讨

本文利用模糊模式识别方法,建立一种应用于水工设计决策辅助系统的求解模型。可用于数据库智能检索、坝型选择咨询、岩体分级等课题。通过样本考核结果,说明本方法是可行的。     

Q系统在西南某水电站TBM施工隧洞围岩质量分类中的应用

岩体质量分类Q系统是目前应用最广的岩体质量分类方法。针对西南某水电站引水隧洞TBM施工中的围岩质量分类问题,进行大量的现场调查、数据采集,发现TBM施工方法对结构面的节理组数,节理间距等揭露不充分,在Q系统基础上对该系统的参数进行调整建立JPQT系统,主要把RQD/Jn项替换成岩体完整性系数Kv来反映岩石的完整程度,经检验JPQT系统在TBM开挖的1#、3#引水隧洞适用性较好。本文对以后TBM施工条件下隧洞围岩分类研究提供了有价值的参考。     

基于熵权的模糊物元模型在洞室岩体质量分级中的应用

根据地下洞室围岩特征的复杂性与模糊性,在模糊物元分析原理的基础上,结合信息熵的概念,提出了基于熵权的模糊物元分析方法,在对洞室岩体质量分级时,把岩体质量等级作为物元,以它们的各项评价指标及其相应的模糊量值构造复合模糊物元,通过关联度计算,对岩体质量进行分级,将此评价方法应用于某水电站泄洪洞围岩质量分级中,获得了理想的效果.