基于MATLAB的ANN方法在桩基岩石强度预测中的应用

人工挖孔灌注桩广泛应用于工业与民用建筑、桥梁、港口、码头等工程建设领域，对于高层建筑，此种方法应用的更为普遍。桩基岩石强度直接决定工程质量和安全。利用MATLAB软件提供的改进人工神经网络算法。调用PRESTD、POSTSD、POSTREG函数进行样本处理和网络结果分析，建立数学分析模型。并且结合工程实例，对桩基岩石抗压强度进行预测。将预测结果与室内实验得到的抗压强度值及回归分析的预测值比较，得到良好的预测精度，有一定的实际应用价值。     

淮南矿区11–2煤顶板岩石单轴抗压强度预测模型构建

为了探寻煤系地层泥岩和砂岩类单轴抗压强度和弹性模量间的关系,对顾北煤矿11–2煤顶板岩石进行室内单轴压缩试验,得到120组数据。采用SPSS19.0专业数理统计软件,以单轴抗压强度为因变量、弹性模量为自变量,分别建立线性函数、对数函数、二次函数、三次函数、指数函数和幂函数6种回归模型。经回归方程显著性检验、回归系数显著性检验、回归方程拟合优度、D-W检验、共线性检验和回归方程残差正态性、随机性检验,获得预测岩石单轴抗压强度的一元二次非线性回归预测模型。应用该模型对淮南矿区张集煤矿和潘二煤矿11–2煤顶板岩石单轴抗压强度进行预测与验证,结果表明预测值与试验值相符,该非线性回归预测模型可用于同一煤系地层岩石力学参数的预测。     

基于单轴剪切破坏的岩石M–C准则参数反演分析

基于岩石单轴压缩试验中出现的不同剪切破坏形式,应用极限分析法推导出岩石单轴抗压强度与黏聚力及内摩擦角的关系式。结合矿区岩石单轴、三轴试验结果,验证以岩石M–C准则参数计算单轴抗压强度关系式的正确性,据此关系式获得的结果与试验结果差值在6%~10%之间。采用实例进行岩石黏聚力和内摩擦角的反演分析,以岩石实际单轴剪切破坏形式和试验结果为依据,两两结合联立计算得到岩石的黏聚力和内摩擦角。实例表明:基于单轴剪切破坏形式和单轴抗压强度值计算岩石黏聚力和内摩擦角的方法准确,具有实用价值,该关系式也揭示了岩石试样破坏类型与岩石力学参数间的内在关系。     

嵌岩桩侧摩阻力的预测研究

对65根嵌岩桩轴向静载荷试验结果进行了对比分析,将嵌岩桩的试验结果以及收集到的文献试验数据形成实测数据库,与经验方法预测结果进行了比较。提出了嵌岩桩单位极限侧阻力的分段线性函数预测方法和平方根预测方法,线性分段函数预测方法取决于岩石类型和岩石无侧限抗压强度。     

基于组合权重–理想点法的应变型岩爆五因素预测分级

基于理想点法的基本理论,综合考虑了岩爆发生机理,选取围岩洞壁最大主应力与岩石单轴抗压强度的比值、围岩洞壁最大切向应力与岩石单轴抗压强度的比值、岩石单轴抗压强度与岩石单轴抗拉强度比值、岩石弹性能指数以及岩体完整性系数作为评判预测指标,通过层次分析法和熵权理论计算主客观权重,综合确定各个指标的权重系数,构建了应变型岩爆组合权重–理想点法预测分析模型。通过统计相关工程案例,利用模型进行工程实例分析,验证了该模型的可行性与适用性。基于岩爆预测分级模型,开发了相应程序,可以为类似工程岩爆预测与等级划分提供重要支撑。     

神经网络下能量桩桩基混凝土强度及导热预测

基于神经元网络理论，建立能量桩桩基混凝土抗压强度和导热系数的预测模型，设计16组不同配合比的桩基混凝土进行抗压和导热试验。根据试验结果，以石墨掺量、玄武岩纤维掺量、水胶比、玄武岩纤维长度作为输入参数，分别以混凝土抗压强度、导热系数作为模型的输出参数，建立两个4-9-1的BP神经网络模型。研究结果表明：基于BP神经网络模型的预测与试验结果误差在5%以内，预测精度较高，可以作为能量桩桩基混凝土配合比设计的参考。     

基于贝叶斯判别法的工程岩爆危险评估与预测

基于岩爆在工程中的特点和岩爆烈度分级预测理论,运用贝叶斯判别原理,确定了工程岩爆危险评估与预测的贝叶斯判别分析法。通过辨别对岩爆产生作用的因子,拣选了围岩最大切向地应力/岩石单轴抗压强度(σθ/σc),岩石单轴抗压强度/岩石单轴抗拉强度(σθ/σt),弹性能量指数(Wet)作为贝叶斯判别分析模型的判别因子,从而进行岩爆误判概率的计算与岩爆危险评估与预测。以贵州省江口至都格、江口至瓮安高速、杭瑞高速等公路工程实例作为学习样本,进行训练判别,通过与现场观测、聚类分析、人工神经网络方法(NN)的预测进行对比,结果发现与训练模型回判的结果一致,验证了贝叶斯判别准则的可行性与可靠性,其对岩爆危险的准确分级和预测,具有较高的工程应用价值。     

岩石破碎功、坚固性系数、强度关系的实验研究

为了探索岩石突出等地下工程灾害中的岩石破碎功能关系,以岩石破碎理论为基础,进行了不同岩石的破碎和坚固性捣碎实验、破碎粒度筛分分级实验、岩石单轴抗压强度实验。通过对不同岩石的坚固性系数与破碎比功和单轴抗压强度等实验结果进行了回归,分析了三者之间的关系。研究表明,岩石坚固性系数与岩石破碎比功、岩石单轴抗压强度之间线性相关,同时验证了岩石破碎功能关系符合裂纹学说。实验结果对计算岩石动力灾害中的岩石破碎所需能量提供了实验基础和理论依据。     

两种岩石试件的“超声–回弹–密度”综合筛选法研究

为了尽量减少室内岩石力学试验结果的离散性,综合应用现有的无损检测技术,基于Hertz接触理论与能量守恒定律,从回弹法检测原理出发,研究"超声–回弹–密度"综合筛选法预测岩石强度的理论机制,建立岩石单轴抗压强度与密度、纵波波速、回弹值的多元回归模型;并结合地层CT扫描技术,提出现场岩体预测强度的方法。通过花岗岩、砂岩的无损检测试验,采用提出的模型获得2种岩石的预测抗压强度,与室内单轴压缩试验结果对比:预测强度的误差分别为-2.53%~2.06%,-3.09%~4.84%,2个拟合公式的相关系数均大于0.9。该方法的精确程度比以往的强度预测经验公式更高,可为不同工况下岩石分组提供参考依据,经过分组的岩样其强度预测误差可控制在±5%以内。     

基于未确知测度–直觉模糊集的岩爆烈度预测研究

岩爆是深部地下工程主要安全隐患之一,为了有效处理岩爆烈度预测过程中的模糊信息,建立基于未确知测度-直觉模糊集的岩爆烈度预测模型。选取岩石的单轴抗压强度σ_c、岩石的压拉比σ_c/σ_t、岩石的应力系数σ_θ/σ_c、岩石的弹性变形指数W_(et)、岩体的完整性系数K_v为岩爆预测指标。首先利用未确知测度的单指标测度函数处理岩爆指标测度值,得到基于直觉模糊集的指标模糊隶属度,并构建单指标直觉模糊集评价矩阵。然后综合多种主、客观赋权法,构建多源权重的直觉模糊集权重向量,从而获得样本的得分值与岩爆烈度等级。最后,基于直觉模糊集对指标权重模糊性进行分析,得到指标权重变化对岩爆预测结果的影响。将模型应用于20组国内外典型岩爆案例,并将预测结果与实际岩爆情况及其他3种模型的结果对比。研究结果表明,基于未确知测度-直觉模糊集的岩爆烈度预测模型的预测结果与实际情况吻合,指标权重波动敏感性与权重大小无关。该模型提高了岩爆预测的模糊信息表示能力,降低了样本质量对岩爆预测模型的影响。     

南京江宁某场地泥质粉砂岩载荷试验分析

岩石地基作为建筑物桩基持力层是工程设计的重要参数之一,其直接影响着主体结构的安全性、稳定性及经济性。以南京江宁某工程的岩石单轴抗压强度与现场基岩载荷试验为例,对比分析了南京江宁地区极软岩地基承载力的取值,探讨确定软质岩承载力特征值的合理有效的方法。     

某采煤沉陷区综合治理工程基桩试验研究

通过某采煤沉陷区综合治理工程住宅楼人工挖孔钢筋混凝土嵌岩端承桩设计,采用岩基载荷试验方法确定了桩端持力层岩石饱和单桩抗压强度标准值和采用动力检测法检测了工程桩的桩身质量,结果表明人工挖孔钢筋混凝土嵌岩端承桩在处理某采煤沉陷区效果较好。     

浅谈混凝土灌注桩的施工质量控制

随着我国基建事业的迅速发展,工业与民用建筑、桥梁、港口码头等高重建筑物也开始增多。混凝土灌注桩作为桩基础,能适应与不同地质条件,具有承载力大、建筑费用低等优点,应用越来越广泛。混凝土灌注桩能很好的将上部的荷载传到深层稳定的岩土层上,从而减少基础的沉降和建筑物的不均匀沉降。近年来,被广泛用于高层建筑和重型厂房等工程中。以下,本文主要从灌注桩的质量控制方面对其进行简单的探讨和分析。     

嵌岩桩嵌岩段的岩石极限侧阻力系数

嵌岩桩在岩土工程中已得到广泛应用,但如何准确计算嵌岩段桩的极限侧阻力仍是工程设计人员面临的重要课题。收集整理了不同时期、不同地区、不同岩石强度和不同嵌岩条件下开展的145个嵌岩桩竖向下压承载力试验成果,主要包括嵌岩段岩石类型及其单轴抗压强度、嵌岩桩的直径与嵌岩深度、嵌岩段桩的极限侧阻力等。定义嵌岩段桩的极限侧阻力和岩石单轴抗压强度的比值为嵌岩桩嵌岩段岩石极限侧阻力系数,分析了桩径、嵌岩深度、嵌岩深径比和岩石强度对嵌岩段极限侧阻力和岩石极限侧阻力系数的影响规律,建立了嵌岩段岩石极限侧阻力系数与岩石单轴抗压强度之间的拟合关系式,给出了不同可靠度水平下岩石侧极限阻力系数取值。     

夯实水泥土桩地基在工程中的应用

根据夯实水泥土桩复合地基的承载机理及其特性,结合具体工程实例,介绍了夯实水泥土桩的设计要求及其依据,并对材料和设计方面进行了说明,列出了夯实水泥土桩的抗压强度试验记录,实践证明,夯实水泥土桩具有广泛的应用价值。     

岩石点荷载试验在桩端持力层岩性检测中的应用与分析

通过对岩石点荷载试验方法的阐述,分析了岩石点荷载强度指数和标准岩石单轴抗压强度之间的关系,利用宣城几个工程基桩岩石持力层岩块的点荷载试验和标准抗压强度试验数据的相关关系分析,得出了宣城市泥质砂岩的点荷载强度和标准抗压强度之间的相关关系,确立了岩石点荷载试验在我市基桩持力层岩性鉴别中的应用可行性。     

建筑工程基础预应力管桩施工浅析

作为建筑物桩基础的重要形式,预应力管桩以其施工速度快、易于保证工程质量等优点在工程项目中被广泛应用。本文主要围绕建筑工程预应力管桩基础施工技术展开了探讨,分析了预应力管桩的特点及施工要点。并且结合实际项目,对此进行了研究。     

人工挖孔桩软岩桩端承载力的研究

结合软岩工程实例,对如何确定软岩桩端承载力特征值进行了研究,并将试验结果与单轴抗压强度试验结果进行比较,发现软岩地基的承载力大于根据单轴抗压强度试验确定出的承载力,指出深层平板载荷试验更符合地基的受力实际情况,对合理确定软岩地基的承载力取值有一定的参考价值。     

深层平板载荷试验确定人工控孔桩软端承载力的研究

结合软岩工程实例,对深层平板载荷试验如何确定桩端承载力特征值进行了研究,并将试验结果与单轴抗压强度试验结果进行比较,发现软岩地基的承载力大于根据单轴抗压强度试验确定出的承载力,由于原位载荷试验更符合地基的受力实际情况,对合理确定软岩地基的承载力取值有一定的参考价值。     

卵砾石层用作PHC管桩持力层的探讨

结合厦门地区某城市广场基础施工实例，对卵砾石层用作静压PHC管桩作为桩端持力层进行了探讨，分析了单桩抗压极限承载力不合格的原因，提出了施工中常见的问题及对策，总结了卵砾石层用作PHC管桩持力层的适宜性。具有一定的参考价值。