非线性耦合围岩分类技术及其在金川矿区的应用

非线性耦合围岩分类技术是一种在岩石工程系统思想的基础上,考虑影响因素的综合作用,注重工程状态变化特点的围岩评价方法。该方法首先寻找所有的影响因素和现场样本值;然后应用神经网络产生耦合作用矩阵,提出稳定性分类技术指标;最后由回归统计分析得到各稳定性参数范围,讨论主要影响因素及作用机理。研究发现:当围岩分别处于极不稳定、不稳定、稳定、较稳定、很稳定这五种状态时,评价指标Sp相应范围分别是0～0.24,0.24～0.46,0.46～0.72,0.72～1.15,>1.15;原岩强度、岩体结构、RQD值、支护方式是影响金川矿区围岩工程稳定性的最有利因素,而工程埋藏深度、地下水渗透大小、结构面的张开度、硐室走向与结构面产状关系则是影响金川矿区围岩工程稳定性的最不利因素。非线性耦合围岩分类技术在1120水平巷道工程中的应用结果表明,该技术能够随时监测围岩的稳定状态,并能及时地为支护设计提供可靠的理论依据。     

工程岩体质量等级判别的未确知均值聚类法

针对岩体质量分级判别中等级评价中许多不确定性影响因素,基于未确知测度理论,选用岩石质量指标、完整性系数、单轴饱和抗压强度、纵波波速、弹性抗力系数和结构面摩擦因数等6个指标作为岩体质量分级的判别因子,建立岩体质量分级评价的未确知均值聚类分析模型;以30组岩体质量实测数据作为训练样本,建立各评价因子的未确知测度函数,用各分类样本平均值表示其分类中心;根据信息熵理论计算各评价因子的权重,依照置信度识别准则进行等级判定;用建立的模型对30组实测数据逐一进行回检,正确率为100%。将建立的模型对待分类的7个样本进行测试,并与实际结果进行比较。研究结果表明:该模型判别预测结果与其他方法有较好的一致性,且预测等级与实际结果吻合,进而为工程岩体质量分级判别提供了一种新思路。     

岩石开挖工程随机分析原理与应用

岩石开挖工程涉及到生产和生活的各个方面,随着社会需要和科技进步,岩石开挖工程的规模越来越大,因而正确评价岩石工程的状态更加重要.详细地分析了岩石工程评价中的多种不确定性因素,介绍了岩石工程随机分析的基本原理,提出了进行岩石工程随机分析的4个基本观点,通过实例介绍了岩石工程随机分析理论的应用以及对工程的指导作用.     

采场顶板稳定性动态工程分类

影响矿井工作面顶板稳定性的主要因素为岩石介质条件、环境条件以及工程因素3个方面，分类方案中尽可能考虑到上述3个因素，同时，要具有超前性和实用性。本分类方案选用了5个指标，即岩石单轴抗压强度吒、岩石质量指标RQD、煤体抗压强度σcm、地下水状况SW和工作面月推进速度v。前3个为煤、岩石介质条件，第4个为环境条件，第5个为工程因素。运用MATLAB软件包中的神经网络工具箱，构造5种网络拓朴结构，即5：5：1，5：8：1，5：11：1，5：15：1，5：20：1，对同一组样本进行学习。通过比较，虽优的网络拓朴结构为5：20：1。运用选定的最优网络结构，进行了顶板稳定性的动态分类，同时，对影响因素进行了帕累托表意义上的因素分析，按影响程度大小排序，依次为岩石质量指标(0．4382)、地下水状况(0．1988)、岩石单轴抗压强度(0．1472)、煤体抗压强度(0．1225)及工作面推进速度(0.0932)。     

《岩土工程学报》第3卷总目录1981年1～4期（总6～9）

第1期0总6)1981年2月上埋式管道及洞室垂直土压力的研究…………………………………………………………顾安全（3）进入持力层不同深度对单桩承载力的影响……………………陈强华,陈国铨、谢汝彬、宰金璋（16）黄土洞室地层压力的统计分析…………………·……………………………………………··方正昌（28）模湖数学在岩石分类中的应用………………………………………………………陶振宇、彭祖赠（36）岩基上混凝土坝坝基扬压力的分布…………………………………………………徐家海、徐世果（46）均质地层中锚喷支护理论与设计…………………………………………郑颖人、刘怀恒、顾金才（57）水工有压隧洞岩石抗力系数“K”     

模糊概率模型在岩爆烈度分级预测中的应用

 岩爆是深部高地应力区岩石地下工程中的一种常见地质灾害,对其发生的可能性及其烈度分级预测是地下工程建设中亟待解决的重大课题之一。以模糊概率理论为基础,选取影响岩爆的一些主要因素,如洞壁最大切向应力sq、岩石单轴抗压强度sc、岩石单轴抗拉强度st以及岩石弹性能量指数Wet,并以sq /sc,sc /st和Wet作为评价影响因子,同时将岩爆烈度划分为无岩爆、弱岩爆、中岩爆和强岩爆4个等级,建立岩爆烈度分级预测的模糊概率模型。在此模型中,提出了模糊权重的概念,可充分考虑权重的模糊性。模糊概率模型不仅继承了经典模糊综合评判法的思想和优点,同时也克服了其在实际应用中评价影响因子权重取值的局限性,因而具有明显的合理性。应用该模型对冬瓜山深埋硬岩矿山、秦岭隧道工程以及某大型水电站地下厂房3个典型工程岩爆的实例分析表明,其预测结果与实际情况符合较好。为进一步考察该模型的可靠性与实用性,对国内外23个大型岩石地下工程实例进行计算分析,其预测结果与实际岩爆情况也相当吻合。由此可见,模糊概率模型为深部岩石地下工程岩爆预测问题提供了一种新途径。     

基于粒子群算法和广义回归神经网络的岩爆预测

 岩爆是岩石深部开挖中一种常见的工程地质灾害。为评价岩爆发生的可能性,提出一种基于粒子群算法和广义回归神经网络模型(PSO-GRNN模型)的岩爆预测方法。该方法利用已有岩爆数据,通过神经网络技术建立回归模型,采用粒子群算法对模型参数进行优化,减少人为因素对神经网络设计的影响。据此方法,在能量理论的基础上,选取洞壁围岩最大切向应力、岩石单轴抗压强度、抗拉强度和弹性能量指数作为主要影响因素,利用国内外26组已有工程数据建立岩爆预测的PSO-GRNN模型。通过对苍岭隧道和冬瓜山铜矿岩爆预测的工程实例分析验证该方法的可行性和适用性。所提方法可为类似工程的岩爆预测提供参考。     

工程岩体设计分类及模糊综合评价方法

为了更准确、客观地反映岩体分类,直接地说明岩体对于目标工程的分类等级,本文在原有工程岩体分类的基础上,加入了工程建筑活动因素及相应的评价标准。并使用了模糊综合评价方法,建立了工程岩体设计分类方法,通过实际应用检验,得到了较好的效果,分类结果符合岩体分类要求,反映了岩体的真实状态。     

围岩稳定性集对分析–可变模糊集综合评价模型

围岩稳定性评价是一个复杂不确定系统问题。应用集对分析和可变模糊集合理论,建立了围岩稳定性评价的集对分析–可变模糊集综合评价模型,简化了构建相对差异度过程,提高了评价结果的准确性和可靠性,并应用于实际工程,与其它分类方法进行了对比分析,结果表明该法是有效可行的,且更客观。     

岩石边坡支挡结构上岩石压力计算方法探讨

在山城建筑中，岩石边坡支挡结构上的岩石压力至今尚无法计算。当前设计中，一般引 用挡土墙上土压力计算公式，导致设计十分保守。为此，提出一种经验与理论结合的方法，先将 边坡岩体按稳定性分类，然后按岩体类别给出相应的岩石压力计算公式。     

基于粗糙集理论的隧道围岩模糊综合评判

针对隧道围岩分类问题,将粗糙集理论引入到模糊综合评判中,将各指标的权重转化为粗糙集理论中各属性的重要性,建立了基于粗糙集理论的隧道围岩模糊综合评判模型。最后,将改进后的模糊综合评判应用于实际工程中的围岩分类问题中,结果表明,该方法可较为真实地反映隧道岩体的工程特性。     

基于多元联系数－三角模糊数随机模拟的围岩稳定性风险评价

围岩稳定性评价受具有随机性、模糊性和未确知性特点的诸多因素影响与控制,应用传统的围岩稳定性评价方法已很难满足当今复杂地下工程的围岩稳定性评价需求。基于集对分析理论和三角模糊数随机模拟理论,探讨基于联系数和三角模糊数随机模拟的围岩稳定性风险评价模型,即基于待评样本的评价指标体集和围岩稳定性等级标准集构成的集对,构造多元联系数表达式来定量描述评价指标样本与评价标准等级之间隶属关系的层次性和模糊性;采用三角模糊数表达多元联系数的差异度分量系数的连续变化过程和不确定性,以及围岩稳定性等级标准的模糊性,并通过随机模拟技术把三角模糊数及其函数之间的运算转化为普通实数之间的运算,实现克服现有三角模糊数的乘法、除法和函数运算尚不够严谨、操作较为复杂等问题;结合指标权重计算综合联系数以风险评估样本的围岩稳定性等级。实例应用及与其他方法评价结果对比分析表明,本文方法应用于围岩稳定性的风险评价是有效可行的,且取得较好成果,此也为工程设计和施工风险评价提供了重要依据。     

基于组合权重的模糊TOPSIS 法在工程项目评估中的应用

TOPSIS 广泛应用于多属性群决策的环境中,但是少有在工程项目评估中出现。利用TOPSIS 的基本原理,结合变权及反馈的思想,提出了基于组合权重的直觉模糊集TOPSIS 方法。先由专家利用直觉模糊数对决策方案进行评价;分别应用基于变权向量的思想以及包括主观权重和反馈权重在内的组合权重来确定决策者权重以及属性权重;确定综合加权直觉模糊评价矩阵的正负理想解并对Hamming 距离进行计算,从而得出评价对象中优劣方案的评价及排序。并通过工程项目评估的算例进一步说明基于组合权重的直觉模糊TOPSIS 方法的科学有效性。     

基于人工智能专家系统的岩爆烈度分级预测研究

岩爆是岩石的一种复杂动力失稳破坏。由于影响岩爆发生的因素众多,因此很难做到对其发生的可能性及烈度进行准确预测。本文基于人工智能专家系统方法,针对岩爆预测过程中出现的模糊性和随机性特点,建立了岩爆烈度分级模糊综合预测模型。通过岩爆烈度分级预测的知识获取,首先选取岩石脆性系数σc/σt、岩石应力系数σθ/σc、初始应力水平σ1/σc、弹性能量指数Wet及岩石脆性指数Is五个因素作为岩爆评价指标,采用模糊数学方法确定各指标的模糊隶属函数及权重|然后以规则编程的形式对所获取的知识进行表示,建立了岩爆烈度分级预测专家系统的知识库,并编制了相应的分析和计算程序|最后利用国内外岩爆工程实例对所提方法进行验证,预测结果与实际情况相吻合,从而为岩爆的预测提供了一种新的有效途径。     

An application of fuzzy sets to the Diggability Index Rating Method for surface mine equipment selection

Assessment of the most appropriate excavation method and related equipment plays an important role in the mining and civil engineering projects. Therefore, accurate methods of estimating the ease of excavation are required. For the past three decades, various empirical predictive methods have been proposed by a number of authors. Of these, rock mass classification systems are one of the most common means of excavatability assessment. Such classification systems assign quantifiable values to selected geotechnical parameters of the rock mass. The resulting ratings are then related to ease of digging and equipment type. Despite their widespread use in practice, they have some common deficiencies leading to uncertainties in their practical applications. These deficiencies are particularly related with the existing sharp transitions between two adjacent excavation classes and the subjective uncertainties on data that are close to the range boundaries of rock classes.In this study, the basic principles of the fuzzy set theory were described and then the fuzzy set theory was applied to one of the conventional classification systems by following the Mamdani fuzzy algorithm. It was shown that the fuzzy set theory could effectively overcome the uncertainties encountered in the practical applications of conventional classification systems, and also provides more information on the obtained final ratings. To be able to check the performance of this approach in practice, case study data previously collected from operating surface mines were used. Finally, it was concluded that the fuzzy set theory could also be applied to other similar rock excavation classification schemes existing in the literature.     

层状岩体地下洞室围岩稳定性的模糊评价

在现有多种围岩分类标准的基础上,结合层状岩体的工程特性,采用多因素的岩体分类,并运用模糊数学的处理方法,对层状岩体地下洞室围岩稳定性进行了合理的综合因素模糊评价,以较好地解决围岩稳定性评价问题。     

A fuzzy set approach for bridge traffic safety evaluation1

On the basis of an extensive literature survey a set of factors that affect traffic safety on bridges was identified. These were grouped into three categories: bridge related, approach roadway related and environmentally related. A detailed accident analysis of a selected number of bridges in the state highway system of Indiana was conducted to verify these factors and to obtain insights into bridge accidents.

A bridge traffic safety evaluation model was developed based on fuzzy set mathematics and the concept of linguistic variables. All subjective evaluations in the model are represented as fuzzy sets which are then considered as fuzzy numbers for the purpose of calculations. The weighted averages for the fuzzy weights and fuzzy ratings are calculated for each group of contributing factors. These weighted averages are then logically combined to obtain the Bridge Safety Index.

The model takes into consideration the cumulative effect of the three groups of contributing factors related to bridge, approach roadway and environmental conditions. The resulting index, which is in the form of a fuzzy set, is transformed into the closest fuzzy number to represent the degree of bridge safety.     

可拓学理论在洞室岩体质量评价中的应用

将可拓工程方法与洞室岩体质量评价相结合,从洞室工程的角度选取能够反映岩体综合工程特性的参数进行评价。在物元理论、可拓集合论和关联函数运算的基础上,建立了洞室岩体质量评价的物元模型。通过实际洞室岩体质量等级的关联度计算,对石牌岭公路隧道岩体质量进行了可拓学评价,将评价结果与以往的“RMR”评价方法的评价结果对比分析,认为洞室岩体质量的可拓学评价能够较准确地反映洞室岩体的工程特性。