巷道围岩稳定性识别模糊神经网络与模糊数学研究

1前言基于地下工程岩体赋存环境的复杂性，巷道围岩稳定性判定的各指标不可能完全接近，而只能相对地隶属于某一类别的聚类中心，用模糊数学的隶属度描述对某一类的相对接近程度是合理的。但传统模糊数学在构造隶属函数时具有很大的人为选择随意性和在区域映射时具有粗糙性，限制了它的应用；而神经元网络具有精确映射的能力，但传统的神经元网络不能用隶属度描述对某一聚类中心的相对接近程度。若能把模糊数学和神经元网络的各自优点结合起来用以解决巷道围岩稳定性的模式识别问题则是最理想的，本文在此思想指导下，进行了探索性工作[1]。2巷道围岩稳定性模式识别先导研究巷道围岩非线性时空演变预报问题可描述为其中u为围岩移近量；f（·     

多次模糊模式识别在黄土边坡稳定性分析中的应用

黄土边坡稳定分析中影响因素众多、而且具有不确定性的特点,通过采用多级模糊模式识别对黄土边坡稳定性的分析,并充分考虑多种因素的影响,对不同的影响因素赋予不同的权重,并应用实例进行对比分析;结果表明:可以用于黄土边坡稳定性的初步评判。     

地下工程围岩稳定性的模糊综合评判法

围岩稳定性受多种不确定性因素的影响，不仅具有随机性，也具有模糊性。选择影响围岩稳定性的一些主要因素，采用模糊数学综合评判方法，对围岩稳定用模糊语言进行不同程度的评价，得出了合理的结果。     

边坡稳定性主客观权重模糊模式识别分析

边坡稳定性分析中影响因素众多，具有随机性和模糊性的特点，常采用各种模糊综合评价方法进行边坡稳定性分析。但在应用中，很难找出一种合适的方法来确定各影响因素的权重，通常是由专家凭经验给出权重大小，具有一定程度的主观性和随意性，使这类方法的应用受到了一定的限制。考虑到以上不足，提出了边坡稳定性主客观权重多级模糊模式识别分析模型，该模型采用模糊模式识别交叉迭代模型的客观方法确定权重的初始解，然后视需要按二元比较模糊决策简捷方法对初始解作必要的主观调整，使专家经验的重要性和数值计算的优越性得到了充分的体现。最后应用实例进行对比分析，以说明其方法的合理性。     

挡土墙稳定性模糊随机可靠性分析

挡土墙稳定性的不确定性因素主要包括随机性和模糊性。基于模糊数学和概率统计理论,将模糊随机可靠性理论应用于挡土墙稳定性分析中。引入界限参数来确定模糊区域范围,用半梯形隶属函数表征状态函数从安全区、模糊区向破坏区的过渡,给出了模糊随机可靠性的计算方法。本文结合实例得出了在不同界限参数条件下的模糊可靠性指标,分析了模糊区界限参数的变化对模糊可靠性指标的影响,以及功能函数均方差对可靠性指标的影响,使挡土墙稳定性分析更为合理。本文为结构可靠性评价提供了新的思路,对其它工程设计有一定的指导作用。     

高速公路边坡稳定性的二级模糊综合评判

构造了公路边坡稳定性分析的二级模糊综合评判模型,结合某高速公路边坡稳定性的实际问题,通过模糊评判模型计算得到了公路边坡稳定性的预测结果,计算结果表明该评价分析结果与实际相吻合。     

堤坝坝坡稳定性模糊综合评判与等级评定模型的应用

把模糊综合评价应用到堤坝坝坡的稳定性分析中,并根据堤坝的实际特点,建立相应的二级模糊综合评判模型,最后引入等级评判,计算稳定性的确定等级。在工程应用中,可对水文地质条件下的堤坝坝坡稳定性进行直观和量化的对比分析,避免了对于最大隶属度同为一个级别的样点,其间的稳定性优劣难以判断的缺点。     

滑坡稳定性的模糊综合评判

滑坡的发生过程是一个复杂的模糊系统，根据库区滑坡的自身特点选定了10个影响因素，利用上限型和下限型的隶属函数得到各因素的隶属度，用层次分析的方法确定了各因素的权重，采用二级模糊综合评判的方法进行了稳定性的计算。以三峡库区的实际滑坡为例，经计算表明了模糊综合评判的方法具有较高的准确度，为滑坡灾害的防治提供了可靠的科学依据。     

基于模糊神经网络的边坡稳定性评价方法

针对边坡稳定与其影响因素间复杂的模糊性和非线性关系,结合模糊分析与神经网络技术,提出了基于模糊神经网络的边坡稳定性评价方法.方法将模糊推理过程溶入神经网络结构中,使神经网络的神经元和权值物理意义明确,学习速度加快.同时神经网络计算又能克服模糊分析计算精度低、学习能力差等缺点,实现了计算方法的优势互补.实例研究中,模型计算的回判检验无误.边坡稳定性评价准确率达到100%,且网络每一步的最大计算误差仅0.25%,表明模型的学习性、记忆性、稳定性高,泛化能力较强,能够满足实际工程的评价需求.     

基于模糊集理论的边坡稳定性分析

岩土工程中的各种信息都存在模糊性,通过对边坡稳定性分析中模糊因素的研究,提出了一种工程边坡模糊稳定性分析的新方法,建立了边坡稳定性分析的模糊数学模型,并给出了相应的求解方法。该模型可以考虑分析中所涉及到的计算力学参数的模糊性。在分析岩土力学参数试验资料的基础上,结合专家经验提出了岩土力学参数的隶属函数构造方法,利用统计资料构造了边坡稳定性评价的隶属函数,并提出了边坡稳定性评价的具体分类指标和模糊安全系数隶属度的计算方法。实例研究表明边坡稳定性模糊分析方法是一种更为合理的研究边坡稳定性的新方法。     

湿陷性黄土高贴坡变形模式和稳定性分析

采用原状黄土与重塑黄土联合制作模型,针对湿陷性黄土高贴坡在天然含水量及饱和状态时的稳定性和变形模式开展离心试验研究。结果表明：湿陷性黄土高贴坡在天然含水量状态下稳定性较好,贴坡体固结变形是高贴坡变形的主导因素,高贴坡工后变形量及变形速率前期较大,后期较小,且贴坡体厚度越大,工后沉降也越大,变形稳定所需的时间也越长,贴坡体厚度与工后沉降量呈现线性关系;当土体饱和时,贴坡体固结及黄土湿陷共同导致高贴坡沉降变形,若沉降变形过大,坡体可能沿水分浸入时形成的软弱带开裂破坏;湿陷性黄土层的强度决定湿陷性黄土高贴坡的稳定性,坡体破坏时滑裂面将通过湿陷性土层,其位置取决于湿陷性黄土层与其相邻土层的强度差异。当强度差异较大以致湿陷性黄土层与相邻土层的接触面形成软弱夹层时,则接触面必为滑裂面的一部分,且强度相对较小的接触面首先破坏,滑裂面上部土层表现出比较典型的平移滑动模式;反之,滑裂面近似圆弧,且与接触面之间存在一定厚度的过渡层。     

模糊分析在边坡稳定性评价中的应用

 构造了边坡稳定性分析的模糊综合评价模型及关联因素边界值矩阵, 通过对某一大型 露天矿边坡工程地质条件调查与物理力学性质测试研究, 得到各关联因素的实测值, 进而评 价了该边坡的稳定性。结果表明该评价方法能更全面地考虑实际边坡问题的非确定性属性, 评价结果合理。     

基于关系矩阵和模糊集合的斜坡稳定性综合评价

以关系矩阵方法为基础确定表征各影响因素在斜坡稳定系统中地位的因素活动性指数 ,并以模糊集合理论中的隶属度为量化手段确定反映具体斜坡影响因素特征的单因素分级指数 ,最后综合二指数求得体现斜坡稳定程度的稳定性系数。此方法在兰州市斜坡稳定性评价中的应用表明 :基于关系矩阵和模糊集合的斜坡稳定性综合评价是斜坡稳定性评价的有效方法 ,在总结地区性评价经验的基础上 ,可望作为一种普遍性的适宜于规划阶段的低成本斜坡稳定性评价方法加以推广     

某湿陷性黄土超高填方边坡的离心试验及稳定分析

以晋西北某机场高填方地基工程为背景,根据边坡初步设计及其稳定性初始分析结果,结合大型离心模型试验对机场场区高边坡10个典型断面进行稳定性数值分析。分析结果表明:机场场区边坡在天然条件下基本是稳定的,但在饱和状态下极易失稳;边坡填方体主要以竖向变形为主,并伴随向边坡外的水平位移,且越靠近坡顶,竖向分量越大;边坡最大剪应变位置主要集中在填筑体与天然地基的接触面上;边坡破坏时,坡顶与坡脚的位移量随填方高度和厚度的增加而增大。     

黄土路堤边坡浅层加筋加固机理分析及工程应用

土质路基边坡溜坍是道路工程中常见的一种病害现象。结合宝中铁路路基边坡防洪加固,利用有限单元法分析了黄土路堤边坡的作用机理,并结合实际工程进行了应用。     

岩体分类的二元相对模糊评判法

简述模糊综合评判的表达原理，首先，研究岩体分级评定隶属函数的两种形式，对于那些在数学上是连续的指标，指出隶属函数可以采用正态、三角模糊数及正弦函数等连续函数：对于难于采用连续函数刻画的指标，可以采用隶属度取值表；然后，分析影响岩体稳定的因素，选取其中5个指标作为分类依据，建立各个指标的隶属函数，引入二元相对比较法确定各因素的相对优先权重，并说明在岩体稳定性分级中的应用办法；最后，介绍一地下岩体工程的工程地质情况，利用所研究的分类方法对该工程实例进行分析，并给出主要的过程利结果，分析结果在工程施工中得到验证，从而说明研究结论的可靠性和适用性。     

基于组合赋权灰色模糊理论的边坡地震稳定性研究

针对边坡地震稳定性评判中影响因素的不确定性和信息的不充分性,为提高判别结果准确性,构建灰色模糊边坡地震稳定性综合评判模型。利用隶属函数和点灰度建立综合评判矩阵,通过熵权法和改进的AHP法进行组合赋权,减少单一赋权缺陷,最后用置信度识别准则判定边坡地震稳定性等级。通过对16个地震边坡实例进行评判,与灰色聚类法和未确知测度法相比准确率更高。研究表明,组合赋权灰色模糊综合评判模型是有效且可行的,为边坡地震稳定性综合评判提供一种新方法。     

黄土公路阶梯状高路堑边坡稳定性研究

 为揭示黄土公路阶梯状高路堑边坡的稳定性状,依托阎良—禹门口高速公路黄土高边坡工程,对非扰动黄土阶梯状高路堑边坡模型进行离心试验研究,采用有限元分析软件ANSYS对阶梯状高路堑边坡稳定性进行数值分析,深入研究黄土公路阶梯状高路堑边坡的变形发展过程、破坏特征及其稳定性。研究结果表明：非饱和黄土阶梯状多级矮坡在发生破坏前会发生明显的侧向变形,最大水平位移发生在1/3坡高且向内平距2/3坡脚处,边坡的变形存在先垂直、后水平的特点;非扰动黄土边坡发生侧向变形时,在坡内存在很短距离的无水平应变区;黄土阶梯状多级矮坡的稳定性主要受宏观坡率的控制,高边坡的整体稳定性不受次级矮坡的影响;阶梯状多级矮坡利用黄土的直立特性,采用大于70°坡角的多级矮坡来消除降雨对坡面的冲刷,可最大限度地增加坡面的降雨入渗量,减少坡面产流,为防护边坡植物的生长创造好的立地条件。阶梯状多级矮坡是黄土地区公路路堑边坡较好的一种坡型,具有良好的工程和应用价值。