基于可拓学理论的黄土隧道围岩分级方法研究

为解决现有黄土隧道围岩分级方法理论依据不足的问题,在总结分析黄土隧道围岩力学性能、构造特性评价指标的基础上,利用可拓学理论建立关联函数,解决各评价指标之间的融合问题,对黄土隧道围岩分级做一些探索性的工作,以期为黄土隧道的设计与施工提供理论依据。研究结果表明:基于可拓学理论的黄土隧道围岩分级方法综合考虑了黄土的强度性质、变形性质、各向异性、构造特性,使得其分级结果更加客观、准确;利用可拓围岩分级方法求得的掌子面围岩的关联度不仅可判定掌子面围岩级别,而且其数值大小可定量反映掌子面围岩质量好坏程度;可拓围岩分级结果与现场围岩级别分类的结果基本一致,存在的分级误差基本属于“亚级”之间的差异,未出现“跳级”现象;且该结果与规范中围岩分类结果相比,其准确度更高。     

可拓学在膨胀土胀缩等级评判中的应用

0　引　　言 我国膨胀土分布很广,膨胀土具有显著的吸水膨胀、失水收缩和对环境变化敏感的特性,易使土体稳定性受到破坏。工程实践表明,对膨胀土漏判将埋下隐患,给工程活动带来危害,反之,如将普通土误判为膨胀土或对其胀缩等级判别有误,则造成巨大经济损失,故对膨胀土胀缩等级的分类研究显得极为重要,一直受到工程界的重视,它也是治理膨胀土的首要任务[1～4]。目前,膨胀土胀缩等级的分类问题还没得到很好解决,因膨胀土的胀缩等级受诸多因素影响与控制,且随时间地点而变异。国内对于膨胀土胀缩等级的判别大多采用单个或少数几个判别指标进行判别的传统方法,如风干含水率分类法[5]、塑性图分类法[1]等,但由于影响膨胀土胀     

可拓学方法在城市用地规划中的运用

城市用地规划中大量指标与数据的分析与处理需要一种系统而又具有操作性的分析方法,运用可拓学中的可拓集理论能够根据用地规划的具体现状情况进行定性分类,进而为确定可拓变换的范围与对象奠定了基础,通过可拓变换的基本变换以及变换的运算法则来对现状条件进行转换,进而达到解决用地规划中现状条件不符合规划要求等问题,实现增进规划设计现实可行性的目的。     

基于可拓学的建筑设计创新资源分析方法

论文从创新资源的分析入手,提出了基于可拓学的创新资源发散分析、传导分析、共轭分析、可扩分析方法,初步建构了对资源进行可拓分析的方法,它为解决创新条件与目标的冲突,为进一步运用可拓变换方法进行创新相关要素的变换,最终理性地实现创新目标奠定了坚实的基础.     

基于可拓学的建筑设计创新环境分析方法

论文从创新环境的分析入手,提出了基于可拓学的创新环境发散分析、传导分析、共轭分析、可扩分析方法,初步建构了对创新环境进行可拓分析的方法,它为解决条件与目标的冲突,为进一步运用可拓变换方法进行创新相关要素的变换,最终理性地实现创新目标奠定了坚实的基础.     

基于联系云的围岩稳定性可拓评价模型

针对围岩稳定性评价具有模糊随机性及评价指标的区间离散分布特点,构建了基于联系云的围岩稳定性可拓评价模型,该模型首先依据评价指标的分类标准确定联系云数字特征,并通过联系云表达物元和标准可拓域,以模拟分析待评样本与评价标准间的关系,进而由云贴近度构建可拓综合评判矩阵,结合主、客观组合权重评定围岩稳定性类别,实现统一定量表征待评样本与等级间的动态联系,并给出待评样本所属等级的可靠度。实例应用及与其他方法对比的结果表明,该模型应用于围岩稳定性评价是有效可行的,为多重不相容指标的随机模糊性不确定分析提供了可能,克服了正态云模型不能有效模拟区间分布数据的缺陷。     

物元可拓法在粉煤灰等级评定中的应用研究

粉煤灰是主要的工业废弃物,如果不加以处理和利用,将会对环境造成严重的污染。近些年我国加大了对粉煤灰的综合利用力度,尤其是粉煤灰在建材行业的应用的范围和比例在不断扩大。其中,粉煤灰混合砖的使用十分广泛。粉煤灰的质量对砖材的性能影响较大,科学评价粉煤灰的质量,对促进粉煤灰的有效利用,保持工程施工质量等具有重要意义。介绍物元可拓评价法的基本原理及其用于多属性问题决策的方法与步骤,并运用物元可拓评价法对粉煤灰的质量进行了评价,有效提高了评价的准确性和可靠性。     

可拓学在滑坡预测中的应用

边坡是一个复杂、开放的系统,因此,边坡滑动时间预测在工程中显得较为困难。目前有多种预测滑坡滑动时间的方法,由于在解决风险的不确定性方面存在一定的局限性,所以不能准确的预测破坏的时间,选择一种更真实的反映边坡滑动时间的预测方法成为预测其破坏的关键。可拓学[1]的发展为预测滑坡滑动时间提供了新的思路和方法,物元模型将边坡的不确定因素很好地形式化表达出来,文章通过对实例的分析来体现可拓物元分析理论在工程应用中的优越性。     

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。     

可拓学在岩溶区路基稳定性评价中的应用

以杭瑞高速为例,建立了基于可拓学的岩溶区路基稳定性评价模型,计算了岩溶区路基稳定性的关联度函数,并根据各稳定性等级的关联程度对路基做出了综合评价,为岩溶区路基处理提供参考。     

基于可拓方法的地下工程围岩评价研究

介绍了可拓方法的步骤，建立了地下工程围岩评价的物元模型。研究表明，将可拓学运用于围岩评价是合理可行的，能够较好地反映各因素对围岩稳定性的影响。用简单关联函数确定权重，避免了实际工作中主观因素的影响。     

基于层次分析法的可拓学理论在地下洞室岩体质量评价中的应用

基于可拓工程方法,在物元模型理论的基础上建立了洞室岩体质量评价的物元模型,提出采用层次分析法计算物元模型中各评价指标的权系数的方法。通过实际洞室岩体质量等级的关联度计算,对水布垭水电站地下厂房的围岩岩体质量进行了评价,得出与现场实际相符合的结论。研究结果表明:层次分析法用于确定洞室岩体质量评价指标的权系数是可行的,并且洞室岩体质量的可拓学评价能够较好地反映洞室岩体的质量等级,具有较好的适用性。     

突变理论在围岩稳定性中的应用

利用有限元软件ABAQUS对圆形隧洞开挖过程进行数值模拟,采用D-P屈服准则计算三维弹塑性模型围岩的位移,运用突变理论分析围岩稳定性,并且与岩石规范进行比较分析,突变理论更能用于实际施工,从而确定支护时机,为隧道施工提供理论参考。     

基于BP网络的隧道围岩位移预测方法

介绍人工神经网络模型法的基本原理与步骤,探讨了隧道围岩收敛监测数据与人工神经网络间的联系,并建立了基于人工神经网络的隧道围岩收敛预报模型。以工程实例为背景,对隧道围岩的收敛变形进行预报分析。研究结果表明:BP网络预测值与实测值吻合程度很好,完全满足工程及控制的要求。     

概率论方法在云岭隧道围岩分类中的应用研究

公路隧道围岩的分类方法较多,大致可分为单因素和多因素法。每种方法都有其优点和缺点:多因素法往往比较复杂,使用起来不方便;而单因素法适应性不高,在某些特定的围岩地质条件或者复杂多变的围岩地质条件下,常常不能准确地判断出围岩的类别。在概率论的基础上,考虑岩体质量RQD值、弹性波速vp这2个常用的围岩分类指标,综合考虑《公路隧道设计规范》(JTGD70–2004)采用的BQ值,按照概率论原理来判定的围岩在3种围岩分类法中取得一致判断结果的概率就是待判定围岩在每种分类法概率的乘积。只要分别计算各种围岩分类标准中每一类围岩出现的概率,概率最大的所对应的围岩类别就是该围岩的分类,从而较准确地判断隧道围岩的类别。以云岭隧道围岩分类为工程背景,提出一种基于概率理论的新多因素围岩分类方法,并采用该方法对云岭隧道围岩进行分类,得出的围岩类别与实际围岩类别比较吻合。这一方法的成功应用,不仅为该隧道设计、施工提供了参考,同时对同类隧道工程围岩分类有一定的参考价值。     

基于应变非线性软化的圆形硐室围岩弹塑性分析

依据塑性力学全量理论,将岩体单轴压缩的非线性软化本构关系推广,得到复杂应力状态下圆形硐室围岩塑性区的等效应力与等效应变关系;籍以求得应变非线性软化的圆形硐室围岩塑性区半径、弹塑性区应力、应变和位移;进而求得相应情况下的硐室围岩平衡方程、地应力与硐室周边位移关系以及围岩压力方程。首次给出围岩弹性区承载力、塑性区承载力的表达式。     

基于改进的距离判别分析法的南水北调西线工程TBM施工围岩分级

 对马氏距离判别法和层次分析法存在的不足进行改进,将改进的距离判别分析法应用于南水北调西线工程TBM施工围岩分级中。根据TBM施工特点和相关研究成果,将TBM施工围岩分级标准定为4级。选用岩石强度、岩组特征、结构面间距、结构面与洞轴线夹角以及石英含量5项指标作为判别因子,以南水北调西线工程杜柯河-玛柯河段实例数据作为学习样本进行训练,建立TBM施工围岩分级的改进的距离判别分析模型,利用得到的线性判别函数对待判样本进行分级。最后,将改进的距离判别分析法得到的判定结果与传统马氏距离判别法、RTBM法以及RMR方法得到的判别结果进行对比分析,验证了改进的距离判别分析法的有效性。研究结果表明,改进的距离判别分析法具有预测精度高等优点,为TBM施工围岩分级提供了一种新的有效方法。     

地下工程岩体参数场反演分析应用研究

 在施工过程中,由于开挖方式、爆破以及支护施作滞后等因素的影响,洞周岩体会有不同程度的“劣化”。一般而言,受开挖施工影响,离洞室表面越近的岩体劣化程度越严重;支护施作滞后时间越长岩体劣化程度越严重。因此,提出参数场的概念,将洞周围岩物理力学参数看作受初始地质状态、施工影响而随空间变化的非稳定参数场。采用三维弹塑性损伤有限元及位移反演分析方法,经敏感度分析确定恰当的待反演岩体参数,使用局部断面模型快速反演计算方法获得各监测断面区域岩体参数场,再通过插值方法得到三维整体模型参数场,适当修正后即可用于洞室后期开挖围岩变形及稳定预测。结合瀑布沟水电站地下厂房工程,建立有限元模型,代入监测数据,反演获得洞周围岩参数场,并将计算结果用于预报后续洞室开挖的围岩变形趋势,结果显示岩体计算预测反演参数与实际监测值符合较好。     

地下采矿工程岩体质量可拓模糊评价方法

将模糊数学与可拓学相结合，综合地质力学分类法及Q系统分类法两者优点，提出了地下采矿工程岩体质量可拓模糊评价方法，建立了多指标岩体质量评价模型，并用随机模拟方法给出岩体质量类别的模糊概率，最后给出一个算例。     

基于块体理论赤平解析法的地下水封油库围岩稳定性分析

 针对块体理论赤平解析法在实际应用过程中存在的不足,对原赤平解析法进行完善和补充。在此基础上升级赤平解析法软件Block V1.0,研发Block V2.0,新增结构面特性选择、洞室断面选型等功能,并分析锦州地下水封油库在自重力、地下水和油压不同情况下的围岩稳定性。分析结果表明：(1) 地下水封油库开挖面中顶板最危险,6组主要节理面中J1,J2为优势结构面,在施工期和运营期应加强监测;(2) 地下水较大程度地增大块体失稳的可能性,而油压则在某种程度上对块体保持稳定起到有利作用。