模糊可变集合工程方法的两种参数化方法在围岩稳定性评价中的应用

参数化是模糊可变集合工程方法应用于围岩稳定性评价的难点之一,其确定方法直接关系到评价结果的可信度,因此研究了根据实际问题的物理分析和基于集对分析法的联系度理论确定或构造相对差异度函数这两种参数化方法在围岩稳定性评价中的应用,指明了模糊可变集合工程方法参数化的研究方向。     

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。     

隧道围岩失稳的突变理论分析

通过探讨隧道围岩体发生塌方失稳破坏的机理,建立了隧道发生塌方失稳的突变模型,该模型可较好地解释隧道穿越软弱围岩时拱项常发生大范围塌方的现象,具有较好的实用性.据所建立的突变模型,从刚度比、水致弱化系数比、几何-力学参数等参数进行了隧道围岩稳定性的突变分析,分析结果表明,水致弱化函数、几何参数、刚度比对软弱围岩体稳定性有很大的影响,分叉集上的点的是系统产生失稳的点,系统受外界环境和内部性质改变时,则系统将跨越分又集,产生突变失稳.通过深埋隧道围岩稳定性的突变理论分析,从地下水防治、超前支护、控制爆破及监控量测方面提出了深埋隧道穿越软弱围岩体引起塌方的预防控制措施,对于隧道施工具有很好的指导意义.     

基于物元可拓模型的隧道围岩分级评价应用

选取影响隧道围岩稳定性的三个主要因素,应用物元可拓评价模型建立了隧道围岩稳定性的分类方法,评价结果表明：物元可拓评价模型可以应用于隧道围岩的稳定性分级,并证实了该方法的正确性。     

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。     

围岩稳定性评价的模糊可变集合工程方法

围岩稳定性评价是确保工程安全的一个关键性环节，由于受到岩体内部结构和外部环境等多种因素的综合作用，围岩稳定性不仅具有随机性，而且具有模糊性的特点。以工程模糊集理论为基础，建立以相对差异函数为基础的模糊可变集合工程方法，并考虑模型参数指标权向量的可变性，对围岩稳定性进行评价，以体现该方法的特点与优点，增加评价结果的可靠性。通过实例，详细列出该方法的计算步骤，并将结果与其他方法进行比较，验证该方法的合理性与优越性。     

隧道施工变形险情预报模型应用研究

建立围岩隧道施工变形险情预报模糊模型,采用集总变形量、变形速率和变形速率比值三位一体的围岩稳定性判别准则,及时对隧道施工过程中的围岩稳定性做出判断.应用该模型于厦门翔安海底隧道工程进行施工变形险情预报分析,其分析结果与实际工程情况亦较为吻合.该模型分析判断效果仍需要通过大量工程实例进行验证,来不断修正模型相关参数,使其更符合工程实际状况.结合隧道变形监测数据,其对于同类隧道施工变形险情预报具有一定的参考价值.     

基于可变集的围岩质量等级识别原理与判别方法

基于可变集的对立统一定理,提出围岩质量等级可变集识别原理与方法。导出可变集多指标综合相对隶属度模型。首次将辩证法规律及其数学定理用于工程围岩等级识别。列举了两个应用实例,并与集对分析模型的围岩质量等级识别结果进行了比较与分析,指出它存在的问题。提出的围岩质量等级可变集识别原理与方法可推广应用于土木建筑、水利、水电、岩土工程等不同建筑物围岩质量等级识别,有广宽的应用前景。     

基于数据融合的山岭隧道围岩稳定性评价方法

随着隧道信息化设计和施工的发展,如何利用隧道施工过程中的现场监测值对隧道安全进行准确合理的评价成为一项亟待解决的技术问题。本文针对新奥法隧道施工过程,提出了一种基于监测数据的施工安全评价方法,该方法通过将不同的监测数据相融合(如拱顶下沉和水平收敛),并结合数值计算方法,对隧道围岩的稳定性进行综合性评价。本文用折减节点力来模拟隧道初期支护前后的围岩应力释放过程,并计算出围岩稳定极限状态下的隧道变形值,作为围岩稳定性评价的重要依据。最后,将该方法应用到营盘山隧道的围岩稳定性评价中,根据隧道各断面水平收敛与拱顶下沉数据,计算隧道围岩稳定性安全系数,为施工决策提供理论参考。     

富溪双连拱隧道围岩强度及稳定性评价

围岩强度指标是各种隧道工程设计中不可缺少的重要参数,准确预测围岩强度对隧道支护设计和稳定计算十分重要。针对富溪隧道地质条件复杂、围岩稳定性差等问题以现场岩石点荷载试验推测岩石强度,以隧道围岩的Q指标统计为基础,利用基于Q指标的经验公式推测围岩抗压强度,给出了富溪隧道各个断面围岩的抗压强度,据此评价各段围岩的稳定性。研究表明,采用的3个经验公式中,无论平均值,还是分散度,Yudhbir公式预测结果都最接近规范标准值,说明本文所用方法用于隧道工程是可行的。该方法简单、实用,预测结果能够反映围岩工程特性,符合实际,可以作为隧道工程中定量评价围岩强度的有效方法,为隧道设计、施工提供可靠依据。     

鹤上隧道围岩松动圈测试与分析

围岩松动圈是评价围岩稳定性的重要参数之一,文章结合大断面小净距鹤上隧道的工程实践,采用声波法和多点位移计法对隧道围岩松动圈进行了测试分析,获得了整个隧道断面松动圈的分布;基于测试结果,验证了该隧道锚杆设计支护参数的合理性,为围岩松动圈支护参数的确定提供了依据和指导.     

基于层次分析-云模型的隧道围岩分级方法研究

隧道工程地质条件具有复杂多变的特点,造成围岩分级存在一定的模糊性。针对围岩分级问题的复杂性,将云模型应用于隧道围岩分级的评价中,建立围岩质量分级评价的层次分析-云模型方法。将岩石单轴饱和抗压强度、岩体完整性系数、隧道涌水量、结构面与洞轴线夹角、围岩弹性纵波波速作为隧道围岩的分级指标,使用层次分析法确定评价指标的权重系数,并构建评价指标的云模型,从而获得隧道围岩分级的确定度。最后,利用层次分析-云模型对营盘山隧道5个洞段的围岩进行分级,并将判定结果与熵权-云模型、可拓法围岩分级评判结果进行对比,验证该判别分析法的有效性。实例结果表明了该方法在隧道围岩分级中的科学性、可行性,为隧道围岩分级提供了新方法。     

隧道围岩稳定性的工程地质判别方法

由于围岩稳定性决定了隧道支护方法和开挖方式,因此正确合理评价围岩稳定性,对隧道设计施工合理性和运营安全性都起到重要作用.围岩稳定性受众多的因素影响,但稳定性评价主要以围岩性质及强度、围岩结构及结构面特征、初始地应力场、地质构造及地下水为指标.文章在分析稳定性评价指标的影响机理基础上,以某公路隧道为实例,通过勘测资料和现场开挖围岩揭露,以工程地质判别方法从围岩岩性、结构面特征等方面对围岩开挖稳定性进行了评价.     

隧道围岩稳定性灰色归类模型与应用

根据隧道道围岩稳定性分级的影响因素,综合分析研究选用岩体完整性、岩块强度特征等六指标的五级分类体系,构建了基于隧道围岩稳定性分类的标准数据库,建立隧道围岩稳定性的五级灰色归类模型。将该模型应用于某隧道工程的围岩稳定性分类中,结果表明,模型的实用性强,具有良好的应用前景。     

隧道施工变形险情预报模型应用研究

建立围岩隧道施工变形险情预报模糊模型,采用集总变形量、变形速率和变形速率比值三位一体的围岩稳定性判别准则,及时对隧道施工过程中的围岩稳定性做出判断。应用该模型于厦门翔安海底隧道工程进行施工变形险情预报分析,其分析结果与实际工程情况亦较为吻合。该模型分析判断效果仍需要通过大量工程实例进行验证,来不断修正模型相关参数,使其更符合工程实际状况。结合隧道变形监测数据,其对于同类隧道施工变形险情预报具有一定的参考价值。     

基于云模型的围岩稳定性分类

围岩稳定性分类具有模糊性和随机性特点。基于云模型理论探讨了围岩稳定性分类新模型,以综合分析围岩稳定性评价的模糊性和随机性。该模型依据围岩稳定性评价因子分类标准,计算各评价因子隶属于不同围岩稳定性等级的云数字特征,并结合评价因子权重和正向正态云发生器,得到待评样本的综合确定度,以确定围岩稳定性级别。实例应用结果及与其它评价方法对比结果表明,该模型应用于围岩稳定性分类是有效可行的,且具有计算过程简便,结果可靠的优点,也为其他类似问题分析提供了参考。     

基于隧道断面相对变形率判定围岩稳定性的研究

目前常用的判定围岩稳定性手段主要是监测隧道特征点或测线位移,但这种监测方法评价围岩稳定性存在诸多弊端。为此,本文从应变能角度对隧道围岩系统势函数进行理论分析。首先推导了围岩4个分区的应力、应变及位移表达式,进而分析各个分区的应变能,据此建立了隧道围岩系统势函数,并根据软岩破坏时的全应力应变曲线特征,确立隧道围岩系统势函数尖点突变模型,提出了定量评价围岩稳定性的理论依据。利用数值模拟手段,分析了不同荷载释放系数下隧道围岩特征点或测线位移、隧道围岩系统势能、隧道断面相对变形率3类指标变化规律。根据尖点突变模型,利用3类指标对围岩稳定性做出定量评价,并对3类指标下围岩破坏时的荷载释放系数进行对比分析,探讨了利用断面面积相对变形率指标判定围岩稳定性的可靠性。     

可变模糊识别模型在黄土高边坡稳定性评价中的应用

根据黄土地区的土质特点分析黄土高边坡的稳定性具有重要的意义。基于模糊数学理论建立可变模糊识别模型,将黄土高边坡稳定性分为五个评定级别:稳定、较稳定、基本稳定、较不稳定、不稳定,确定模糊识别模型的因素集及归一化的指标权向量,将所得指标权重带入黄土高边坡稳定性评价体系中,采用可视化编程语言MATLAB编程,实现黄土高边坡稳定性评价。以延安市某黄土高边坡为例,分别应用可变模糊识别模型和极限平衡法对其稳定性进行评价。结果表明:该边坡的稳定性等级特征值为2.96,稳定性等级属于Ⅲ级基本稳定,两种方法的评价结果吻合,表明该方法适用于黄土高边坡的稳定性评价。     

基于集成学习技术的隧道围岩智能分级方法研究

隧道工程地质条件具有复杂多变的特点,造成围岩分级存在一定的模糊性。依托郑万高铁湖北段隧道工程,文章建立了不同级别不同岩性的随钻参数与围岩级别的数据库,研究了推进速度与其他随钻参数之间的相关性,建立了随钻参数与围岩级别的Stacking集成学习模型,增加了模型分类的稳定性,提高了模型预测准确度。该方法解决了传统隧道围岩分级方法存在评价方法单一、评价不及时、主观误差大等问题。     

基于数值试验的山岭隧道围岩稳定性GIS-SVM预测

山岭地区地质条件复杂多变,隧道围岩失稳事故频发,如何实现隧道全程围岩稳定性准确地预测评价意义重大。因此,将数值模拟试验、支持向量机(SVM)和GIS技术相结合,提出一种GIS-SVM联合的隧道全程围岩稳定性可视化预测评价的新方法。首先,在现有研究成果归纳总结基础上,选取包括弹性模量、泊松比等在内的7个围岩稳定性评价指标,通过FLAC~(3D)中强度折减法对评价指标进行模拟,获取SVM训练样本。然后,在样本训练的基础上,建立SVM评价模型。最后,基于GIS平台,将建立的SVM评价模型仿真到重庆市中梁山白市驿隧道,研究区域被划分为很稳定、稳定、较稳定、基本稳定、欠稳定和不稳定6个等级,得到隧道全程的稳定性预测评价图。另外,通过隧道全程穿越各不良地质条件地段的对比分析,验证了预测结果的有效性。研究结果以期为保证山岭隧道全程在施工和运营阶段的安全稳定提供科学依据。