基于熵权的模糊物元模型在洞室岩体质量分级中的应用

根据地下洞室围岩特征的复杂性与模糊性,在模糊物元分析原理的基础上,结合信息熵的概念,提出了基于熵权的模糊物元分析方法,在对洞室岩体质量分级时,把岩体质量等级作为物元,以它们的各项评价指标及其相应的模糊量值构造复合模糊物元,通过关联度计算,对岩体质量进行分级,将此评价方法应用于某水电站泄洪洞围岩质量分级中,获得了理想的效果.     

基于复合权重灰色关联度法的隧道围岩质量评价

为了准确评价隧洞围岩的稳定性,降低开挖过程中的风险;选取岩石单轴饱和抗压强度、岩体完整性系数、地下水条件、结构面状态作为围岩评价指标,建立了基于熵权法、层次分析法的组合权重计算方法,并采用灰关联度分析法构建了隧道围岩质量的评价模型;以云南西山营隧道为例运用该模型,采用改进BQ法进行验证,对比发现:灰色关联分析模型与改进BQ法的评价结果具有高度的一致性;该评价模型可行性和可靠性较强,可为围岩质量评价提供一定参考。     

基于多因素可拓物元法的围岩稳定性评价

为了能准确评价隧洞围岩的稳定性,降低隧洞开挖过程中发生事故的风险。以云南西山营隧道为例进行分析,采用改进的层次分析法确定指标权重,以岩石完整性系数、岩石抗压强度、结构面影响系数、地下水修正系数为隧道围岩分级指标体系,建立多因素可拓物元模型,对隧道围岩的稳定性进行评价;并采用修正BQ法对围岩分级进行验证。结果表明:利用两种方法得出来的围岩级别基本相同,说明基于可拓物元法在围岩的稳定性评价是可靠性的。该方法简单可靠,可为实际工程隧道围岩分级及稳定性确定提供参考。     

考虑高地温及其梯度影响的围岩分级方法初探

工程岩体分级是岩石力学及其工程应用研究的最基本内容之一,当前岩体分级体系中尚无考虑高地温及高温度梯度等复杂地质环境下的围岩分级方法。依托南疆某水电站高温洞段引水隧洞工程建设,基于现场地质描绘、现场钻孔测试及室内岩石力学试验成果,采用RMR、GSI、BQ和HC等不同分级体系对高温洞段开展岩体质量评价;最后根据实际围岩级别与定性和定量分级结果对比分析,提出了高地热下围岩类别影响因子及阈值指标,给出了高地热赋存环境状态对围岩分级的修正方法,在此基础上提出适用于高地温梯度环境下的隧洞围岩质量分级与评价方法。研究表明,考虑了温度修正后,各类围岩的岩体质量评价结果相对传统方法减小1/4~1/2级,与实际定级结果更为接近,提高了分级的准确率。研究结果对于存在高地温的隧洞围岩分级有参考价值。     

岩溶区公路隧道围岩分级专家系统设计与应用

岩溶地质条件对公路隧道建设影响较大。隧道在建设过程中围岩分级除考虑常用指标外,还须考虑岩溶影响因素指标。以广西岩溶区实际工程为背景,提出了考虑多因素的岩溶状态指标分析方法,建立以岩石坚硬程度、岩体完整程度、地下水状态、结构面产状和岩溶状态5个指标的围岩分级模型。根据MatLab和C++的软件平台设计,植入分级指标参数归一化算法,结合广西瑶寨等3个隧道工程,建立了神经网络专家知识库。最后对专家系统软件进行工程应用,软件判别与实际勘察判别一致性达到80.89%,工程应用效果良好。     

基于熵权-正态云模型的地下水水质综合评价

针对地下水水质综合评价问题,建立了基于熵权—正态云的地下水水质综合评价模型。选取氟化物、高锰酸盐指数、氨氮、氯化物、总硬度、亚硝酸盐、硫酸盐、硝酸盐以及溶解性总固体9个指标作为水质综合评价指标,建立了相应的评价标准,采用云模型正向发生器计算水质分级评价指标的隶属度,采用熵权法给出各指标权重,根据隶属度矩阵和权重矩阵给出水质分级的确定度并进行综合评价。结合工程实例,选取模糊物元模型和投影寻踪模型对评价结果进行对比分析,结果表明:熵权—正态云模型评价结果和模糊物元模型、投影寻踪模型给出的评价结果基本一致;该模型在水质分级综合评价中应用是可行的,可作为一种新的水质分级模型。     

基于熵权法-正态云模型的辽宁省水生态承载力评价

将正态云模型引入水生态承载力评价中能够科学衡量其随机性和模糊性特征,对辽宁省2025年、2008—2018年水生态承载力运用熵权法-正态云模型进行评价。从社会、经济、水环境和水资源子系统中选择19项指标,结合相关资料构建分级标准和指标体系,然后运用云模型正向发生器、熵权法计算分级评价指标的隶属度及其权重,其中水生态承载力分级确定度依据权重矩阵与隶属度矩阵计算。为进一步验证模型的可靠性,对比分析了投影寻踪法、模糊综合法和熵权法-正态云模型评价结果。研究表明:辽宁省2008—2011年、2012—2018年、2025年分别处于基本可承载、可承载和绝对可承载状态;投影寻踪法、模糊综合法和该评价结果保持较好的一致性;该模型具有随机性和模糊性,可为水生态承载力评价提供一种新的思路。     

灰色聚类法在某水电站进厂交通洞围岩质量分级中的应用

在综合考虑多因素围岩质量分级的基础上,应用灰色聚类原理,对现行勘察规范中影响围岩分级的岩石强度、岩体完整程度、地下水等多个影响因素进行讨论和定量化分级,通过白化函数生成灰色聚类模型进而对围岩分级。以西南某水电站进厂交通洞围岩质量评价为实例,说明该评判模型的建立步骤,并将评价结果与现场定性判别结果进行对比,最终确定洞室围岩级别,为洞室系统支护参数提供依据。     

水工隧洞的锚喷支护

1　锚喷技术的新发展1.1　锚喷支护设计理论日趋完善1.1.1　科学的围岩分级方法问世为了最大限度发挥围岩的自支承作用,使锚杆喷射混凝土支护同围岩共同工作,国内外工程设计者们开始不懈地寻求合理的、科学的、尽可能量化的评价岩体质量的分级方法.18世纪末开始将围岩分为松散的、软的、破碎的、次坚硬的和坚硬的五类,1909年,前苏联以牢固系数将围岩分为十级,以后在国际上又出现多种围岩分级方法.到60年代末70年代初,美国科学家以岩芯获得率为基础,提出了RQD分级标准,以后又有人引入以岩体抗压强度、RQD指标、岩石风化变质特性、节理间距…     

基于熵权-偏序集的水质评价方法

准确评价水质状况是对水资源进行利用与保护的重要前提。基于偏序集评价理论,提出熵权-偏序集水质评价模型,依据分级准则划分评价等级,并确定评价指标。根据Hasse矩阵得出Hasse图,通过分析Hasse图展现的层级信息了解水源质量分类情况。运用该模型对长江及嘉陵江干流段9个监测点水质进行评价。结果表明:该方法评价结果较为准确,克服了熵权法赋权时对样本量的依赖,并有效解决了传统评价方法中指标主观赋权的争议问题,为水质评价提供了一种新方法。     

基于变权重区间模糊评判法的岩体质量评价

针对现有岩体质量分类方法存在的不足,提出一种岩体质量的变权重区间模糊评判法。该方法精细地构建了RMR分类体系中岩石单轴抗压强度、RQD、节理间距、节理条件和地下水条件5个指标的隶属函数,并通过采用归一化的贴近度替代隶属度,克服了现有方法中当部分指标值区间模糊分布时存在的误差;为使评价结果更符合实际需求,采用变权法突出劣态指标在岩体质量分级决策中的重要性。工程实例验证结果表明,提出的新方法相比RMR法有更强的适用性。     

基于OBLFOA-PP-BC的围岩稳定性二维评价模型

投影寻踪是一种解决复杂围岩稳定性评价问题较为有效的不确定性分析方法,但其结果受投影方向的影响和控制.为寻求最优的投影方向向量和体现寻优过程的不确定性,探讨了寻求最佳投影方向向量的反向学习果蝇优化算法,进而利用该算法改进围岩稳定性投影寻踪评价模型.针对投影寻踪方法常出现分级阈值难以划分情形,利用实测样本的最佳投影值,通过...     

基于最大熵-属性区间识别的隧道塌方风险评价

为了准确地对山岭隧道建设工程中的塌方进行风险评估,基于最大熵原理和属性区间识别理论建立了山岭隧道塌方风险评价模型。具体工作流程是:选取围岩级别、地下水状况、岩体完整程度等7个主要因素作为隧道塌方风险评价指标,制定相应的属性区间评价指标分级标准;采用综合赋权法进行隧道塌方风险指标的权重分析;利用均化系数和基于最大熵原理的属性区间识别理论来确定属性测度区间;应用置信度准则对隧道塌方风险性进行属性识别,确定塌方风险性等级;运用评分准则对塌方风险进行评分,根据分值对两次或多次所属相同级别的风险进行比较排序。利用建立的评价模型与属性识别模型以及模糊层次分析法进行对比,结果吻合性较好。将该模型应用到实际工程中对塌方风险进行评估,并与现场情况作对比,证明了该模型的适用性和可行性。     

变异系数权重TOPSIS法在水资源综合评价中的应用

水资源分类是一个多指标的评价识别过程,将多目标决策的TOPSIS法用于水资源的分类中。根据各评价指标特征值之间的变异程度,利用变异系数确定其权重。应用实例说明该方法的建模过程,评价结果与人工神经网络法相同。     

权重对水质模糊综合评价的影响

权重的计算在水质评价中是一个最为关键的环节，计算权重的方法不同，水质评价结果往往差异很大。现选取了单项评价指标权重法、综合权重法以及熵权法三种不同的权重计算法，分别详述了其计算原理和方法，并在基于这三种权重计算法的基础上采用模糊综合评判法对实例进行分析，最终通过对比得出结论：基于单项评价指标权重法的模糊综合评判法对单个超标因子比较敏感；基于综合权重法和熵权法的模糊综合评判法则综合考虑了各个指标因子对评价结果的影响，能够较全面的反映水质的实际情况，评价结果几乎一致，且相对较好。     

地下水封洞库洞室轴线方向优化方法

地下水封洞库洞室轴线方向对围岩稳定性、支护费用及施工安全等具有重要影响。基于洞库工程特性,提出了洞室轴向综合优化方法和评价指标。首先,依据国内规范确定出洞室轴向可选范围;然后,基于等效连续介质模型和非连续介质模型,以围岩最大位移、塑性区体积、稳定系数及结构面最大剪位移为评价指标,确定出各模型条件下的最优洞室轴向;基于关键块体理论,以支护压力为评价指标,确定出该条件下的最优轴向;最后,全面分析各评价指标计算结果,综合确定出最优洞室轴向。结果表明:构建的数值模型应包含掌子面,以全面反映施工过程安全性;基于强度折减法确定围岩稳定系数时,使用位移-折减系数曲线的位移突变点作为临界折减系数评判方法较计算不收敛评判法更为合理。将提出的洞室轴向综合优化方法应用于山东某地下水封洞库工程,优化结果证实了该方法的可行性和可靠性,可为相关工程提供参考。     

岩爆综合预测的模糊概率方法

 在综合分析岩爆发生条件的基础上,从岩性条件、应力条件和围岩条件3个方面,分别选取能量储耗指数、岩石脆性指数、弹性应变能指数、线弹性能、切向应力准则、地应力指数、强度系数以及岩体质量RQD 8个指标作为影响岩爆的主要因素。利用模糊概率理论,提出了一类新的岩爆综合预测方法,该方法较全面地考虑了岩爆评价中的模糊性与随机性,给出了岩爆影响因素的模糊权重,避免经典模糊综合评判方法在权重取值上的局限性。     

考虑参数空间变异性的盾构隧道施工地层变形综合可靠度分析

依托厦门地区典型风化花岗岩地层的盾构隧道工程,针对多层土双线盾构隧道施工地层变形问题,以岩土体参数的空间变异性为切入点,基于随机场理论,采用蒙特卡洛法与有限差分法模拟计算相结合的方法,开展盾构隧道施工地层变形响应的可靠度分析。以土体弹性模量E的空间变异性为研究重点,系统研究土体弹性模量的竖向、水平波动距离(θ_z,θ_x)对地层变形可靠度指标的影响。结果表明:随机分析所得最大地层变形(地表沉降、拱顶沉降、围岩收敛)的可靠度指标随着土体弹性模量波动距离的增大而降低;随着最大地层变形允许值的增大,地层变形可靠度指标也相应提高。在此基础上,借助熵理论客观确定各地层变形指标(地表沉降、拱顶沉降、围岩收敛)的权重系数,结合可靠度设计方法和工程风险分析理论,开展地层变形综合可靠度分析及控制指标体系的研究,提出适合厦门地区的盾构隧道施工地层变形控制指标体系。     

熵权可拓模型在膨胀土胀缩等级判别中的应用

对膨胀土胀缩等级的分类是治理膨胀土的首要工作。基于可拓工程方法,选取自由膨胀率、膨胀总率、液限、塑性指数、0.005 mm黏粒含量5项指标作为判别因子,为避免主观因素对确定评价指标权重的影响,提出熵值法计算物元模型中各评价指标的权系数的方法,建立了膨胀土胀缩等级判别的熵权可拓模型并应用于从襄荆高速公路沿线取回的部分土样的胀缩等级判别。实例应用表明:熵权可拓模型对膨胀土胀缩等级的判别结果合理,客观地反映了膨胀土判别的复杂状况,具有较高的可靠性和易操作的优点。