基于R/S分析法与分形理论的围岩变形特征研究

基于R/S分析法与分形理论,对某水电站地下厂房处于同一高层不同剖面的围岩变形特征进了深入剖析,计算了所有多点位移计(4点)测点位移时间序列的Hurst指数与分形维数,提出了围岩开裂的分维判据.研究结果表明,所有测点的位移时间序列的Hurst指数日均在区间(0.5,1)内,且离M410较近剖面的Hurst指数基本趋近于1,这揭示,围岩的变形在今后一段时间仍会继续增长,且增长速率持续提高.当从一个剖面到另一个剖面时,多点位移计的两浅层测点(孔口、5.0 m)位移时间序列的分形维数先变小后变大,开裂剖面(M410所处剖面)的分形维数最小,这表明出现维数最小值是该剖面即将发生开裂的前兆与迹象;另外,尽管两深层测点(11.0 m、17.5 m)总体上存在类似趋势,然而没有如同浅层测点在某个区域存在着显著的单调性这一规律,这表明,M410所处剖面的裂缝深度不可能超出11.0 m,其值应该在5.0 m到11.0 m之间.     

岩体地下工程局部围岩失稳的能量耗散突变判据

岩体地下工程的围岩稳定评判具有复杂的非线性特征,目前尚无确定性方法量化描述局部岩体系统的塑性失稳过程.在阐释开挖扰动与局部岩体系统失稳概念的基础上,借助突变理论,提出了岩体地下工程局部围岩系统开挖失稳的能量耗散突变判据.根据能量耗散原理及弹塑性有限元算法,定义了塑性耗散能密度(PDED)和表征耗散能(RPDE)的概念.通过表征耗散能突变特征值D判断系统失稳的状态,通过单元塑性耗散能密度的分布情况判断引起失稳的大致局部部位以及塑性破坏的可能程度.对锦屏一级水电站大型地下洞室群施工开挖过程进行了稳定分析,结果表明,该判据能够量化反映洞室局部围岩系统失稳的行为过程,与工程实践较为吻合,具有一定的工程参考价值.     

供应链中趋势序列的神经网络预测研究

本将神经网络的方法用于带趋势的时间序列的预测中。对于趋势序列的预测，采用BP算法的改进算法进行了仿真。并得出结论，在对于带有趋势的时间序列进行预测时，相对数据进行差分处理能有效地提高预测精度。     

基于Logistic-Verhulst模型的云岭隧道围岩位移预测

隧道围岩的变形是一个非常复杂的非线性演化过程,按照数学思想依据自然界生物生长动态过程建立Logistic-Verhulst模型,模拟计算围岩应力重分布过程的位移.通过在十漫公路云岭隧道实地监测验证,得到在复杂地质条件下,施工过程中软弱围岩变形的超前预报值、收敛趋于稳定的值和趋于稳定的时间,以较高的预测精度,证明了Logistic-Verhulst模型在隧道围岩位移监测应用中的可行性和可靠性.     

基坑土钉支护的突变分析

尝试着将系统科学中的突变理论引入到土钉支护的理论分析当中来,从传统的研究事物连续、光滑、不间断的变化转入到研究事物不连续变化的工作中来.研究中使用了突变理论中最常见的折叠型突变和尖点突变,分别对土钉支护体系中的土体和土钉与土体之间的粘结摩擦力进行分析,以势函数为响应变量,以基坑侧向位移为主要的控制变量,求解出了基坑发生突变时的临界位移,并通过临界位移,对开挖中的基坑进行安全性的评价.通过具体工程的分析,计算出了土钉支护体系发生突变的两种主要破坏方式的临界位移,对比两种临界位移,判断土钉支护体系的破坏形式.     

水文时序趋势与变异点的R/S分析法

简要介绍了分形理论中的R/S分析法 ,给出了水文时间序列变异点的定义 ,研究了基于R/S分析的水文时序趋势分析方法和变异点诊断方法 ,并将该方法应用于华北某流域水文时序变异点的识别中 ,实证结果表明该方法具有实际意义 .     

最优化权值组合法用于大气质量中长期预测的研究

以华北某市1986～2000年各季度的降尘月均值监测数据为例，采用最优化理论，对大气质量的中长期数值预测方法进行组合研究，并与一些单一预测方法结果进行对比，旨在寻找既可以达到较高的精度要求又可以避免应用大量参数的组合预测模型．     

人工神经网络应用于时间序列预测的探讨

介绍了时间序列方法和适用场合,突出了基于神经网络的时间序列信息预测方法的重要性,进一步研究了BP神经网络技术,包括BP网络模型结构、BP网络学习过程、BP算法,并概括了BP算法存在的不足和改进方向。     

基于突变理论的油气井出砂预测新方法

根据弹塑性力学理论建立了考虑渗流情况下的油气井井眼围岩的势能函数,以该势能函数为基础,应用突变理论的尖点突变模型研究油气井的出砂物理过程,进而建立了出砂预测的全新数学模型,求取无砂生产的临界流速,并在此基础上对影响出砂的敏感性因素进行了分析.首次引入突变理论对油气井出砂机理进行分析,建立了无砂生产临界流速的全新求解方法.实例表明该模型的计算结果可靠,敏感性分析表明塑性区的污染是出砂的主要原因.相对以往出砂预测模型,该模型考虑的因素更多,计算结果更可靠.应用突变理论研究油气井出砂机理为出砂预测提供了新的研究方法.     

基于时间序列神经网络的河流水位预测

针对我国每年频繁发生的洪涝灾害及河流航道通行困难等问题,构建了一个基于时间序列神经网络的高 精度的河流水位预报模型,该模型能够有效预测河流水位值,进而及时做出应急处理,减少对生命财产造成的损 失。该模型采用湖北省武汉市某水位站 2019 年 7 月 29 日至 2020 年 5 月 28 日的逐时水位时间序列作为训练样本 进行训练, 2020 年 5 月 29 日至 2021 年 8 月 28 日的逐时水位组成的 500 个数据为测试样本进行检验。该模型的 预测水位值与真实水位值之间的平均绝对误差为 0.00663,均方根误差为 0.08143,平均绝对百分比误差为 0.23785%,预测精度极高,具有较强实际应用前景。     

水布垭电站尾水隧洞围岩变形监测与稳定分析

清江水布垭电站尾水隧洞开挖过程中，围岩稳定性是安全生产的关键技术问题，故在施工过程中进行了围岩收敛变形监测。介绍了隧洞收敛监测观测断面的布设、观测点的埋设、监测方案和数据处理，最后对围岩稳定位移和其达到基本稳定所需的时间进行了预测，同时对围岩及衬砌稳定性进行了分析和评价，并给出了监测所获得的结论。     

Back-propagation Network在巷道围岩稳定性识别中的应用

提出了以Back-Propagation Network(简称BP网络)进行围岩稳定性识别的模型，并根据收集到的煤矿围岩资料来训练和检验该模型。将评判结果与其它方法进行了比较，表明：BP网络经训练后具有较高的识别能力，可用于解决工程中的非线性问题。     

茶镇隧道围岩松动圈范围测量与研究

为了向隧道围岩支护设计提供可靠的松动圈厚度理论依据,以茶镇隧道的工程实际为例,通过弹塑性理论分析,采用围岩深部位移测量的方法,计算了茶镇隧道围岩松动圈的分布范围,分析了茶镇隧道围岩松动圈对围岩稳定性、锚杆支护参数设计合理性的影响.研究结果表明:通过理论计算得出的松动圈厚度为1.9mB2.0m.     

深埋巷道破裂围岩位移分析

针对深埋巷道围岩普遍处于破裂状态的特点，采用非连续变形分析（DDA）软件对巷道围岩松动圈非连续体位移影响因素的变化规律进行了模拟研究．分析了用锚杆、锚索和注浆加固以增加围岩破裂面的黏结力、抗拉强度和内摩擦角的数值朱减少位移量的机理，提出了非连续体巷道失稳破坏的判断标准，并对埋深1159m的大松动圈围岩巷道的非连续体位移进行了定量计算和实地观测．实测结果与DDA软件计算值比较吻合，说明对于深埋巷道破裂围岩采用DDA方法进行位移计算和支护参数设计是可行的．     

川藏铁路深埋隧道围岩灾变分析与思考（特约稿）

国家新时期世纪工程川藏铁路面临全球最为复杂的工程地质条件。受深部环境和工程扰动影响,沿线深埋隧道围岩失稳灾变问题凸显;符合深部特征的围岩灾变分析研究,既是川藏铁路深埋长隧安全建设的重大现实需求,也是提升我国特殊地质条件下深部工程开发能力的关键。为此,以“深部围岩灾变分析”为核心,从深部围岩孕灾的原位地质环境与工程扰动效应入手,重点开展了深部围岩质量分级、大变形判识和岩爆孕灾等方面的理论方法研究与思考。首先,概述了川藏铁路深部围岩孕灾的原位地质环境特征,并从试验模拟和理论分析两个层次揭示了深部围岩孕灾的工程扰动效应;进一步,以修正的BQ法为基础,发展了可综合反映地应力、地温和地下水影响的围岩质量分级方法,初步应用于川藏铁路深部多场耦合环境下的隧道围岩分级修正研究;最后,针对川藏铁路深埋隧道围岩灾变的两种典型显现形式(大变形与岩爆),提出了隧道围岩大变形分级多因素分步评估方法,以及深部围岩岩爆综合预测研究思路和预测模型与方法。相关研究成果和学术思想可为川藏铁路沿线深埋隧道围岩灾变分析与稳定性研究提供借鉴与参考。     

三软煤层大采高综采围岩控制技术

根据三软煤层围岩力学性质,研究了直接顶与老顶的构成和直接顶、老顶初次来压与周期来压步距以及顶板压力的变化规律,提出了加大初撑力及时护顶等控制顶板运动显现的措施以及防止煤壁片帮和支架插底的技术措施并付之实践,取得了三软煤层大采高控制围岩的预期效果．     

公路隧道应力释放率对软弱围岩稳定性影响

近年来,由于新奥法广泛地运用于地下工程的施工过程中,围岩与支护结构之间的相互作用以及支护时机受到越来越多的关注。中条山隧道洞口段软弱围岩开挖步序多、工序及应力变化复杂,尤其是核心土解除后和二衬施工前安全风险大。本文采用有限差分软件对该隧道洞口段施工过程进行三维数值模拟,研究了洞周位移及支护结构在不同应力释放率下的力学响应,重点分析了典型断面处洞周围岩及支护结构的位移和受力情况,以及洞周位移随施工过程的动态变化规律。研究结果表明：对于软弱围岩公路隧道,应力释放率越大,围岩的塑性区发展范围越大,洞周位移越大;开挖过程中,拱顶沉降受到的持续性扰动较大;待二次衬砌施作后,仰拱隆起和收敛位移趋于稳定。     

分析粘弹围岩稳定性的新方法—离散记忆积分法

提出一种新的数值方法——离散记忆积分法。它用于分析粘弹围岩在弹性衬砌支护下的稳定性问题。文中Boltzmann＇s积分,即积分型粘弹本构关系,在总的时间和空间上被离散,而在离散的每个时步内使用以微分型本构关系为基础的对应性原理。方法不受巷道断面形状和衬砌建成时间的限制,可求出围岩和衬砌内的应力、位移及两者交界面上的围岩压力,通过将圆形断面巷道的计算结果与解析解比较,证明本方法是有效的,并对直壁圆拱形巷道进行了数值分析。