岩体质量分类区间非线性模糊评判方法研究

针对现有地下结构岩体质量模糊分类方法的局限性与不足,在考虑岩体质量分类影响因素的模糊性与层次性基础上,重点研究模糊矩阵加权运算的非线性特征及影响因素权向量与隶属度的区间性特征,通过引进非线性模糊矩阵合成算子、区间数学理论和区间数矩阵相对优势度分析方法,建立岩体质量分类的区间非线性模糊评判方法。该方法减少评判的主观性,更好地反映出不利因素对评判结果的影响,从而使岩体质量分类方法更趋合理化,并使其具有更强的可操作性。工程实例计算及其与同类方法进行比较分析均表明了该方法的可行性与合理性。     

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。     

基于区间截断法的地下结构模糊能度可靠性模型研究

根据地下结构稳定性影响因素的随机性和模糊性特点,首先,引进三角模糊数理论,建立地下结构物理力学参数的可能性分布函数,然后,在地下结构稳定性评价之模糊可靠性功能函数确定方法研究基础上,引进区间截断法和区间数运算规则,建立了功能函数值域区间的确定方法,并避免了功能函数值域的扩展问题,最后,通过研究地下结构模糊能度可靠性度量方法,建立了地下结构模糊可靠性指标的可能性分布曲线及其失效可能度的确定方法,从而建立了地下结构模糊能度可靠性分析模型与方法。工程实例分析与计算结果表明了本文模型和方法的合理性与可行性。     

地质强度指标的模糊综合评判法

评价岩体地质强度指标(GSI)时,因其基本要素取值过程存在较大的随机性和模糊性,很难用静态的模式去准确衡量每个影响因素,岩体特征参量的模糊性反映其内在的不确定性,模糊数学理论为更客观地刻画这种特性提供有力的数学手段。首先引入岩体节理组数Jn、节理间距l和岩体完整性系数Kv描述岩体结构特征,大比例尺波形系数 Jw、小比例尺光滑系数 Js和节理蚀变系数 Ja描述结构面条件,然后把多因素模糊综合评判理论应用到GSI系统的评价中去,并利用层次分析法确定模糊评判因素的权重,建立GSI系统的模糊综合评判模型。工程应用表明,这种方法针对性较强、误差较小,能够将地质调查勘探结果、试验结果、统计数据以及专家意见有机结合起来,从而减小研究者决策时主观性。GSI系统的模糊综合评判法为GSI系统量化提供新的途径。     

城市地下空间利用水平及评价研究

在全面分析地下城市空间利用水平影响因素的基础上，确定其主要的影响因素。然后根据影响因素的层次性和各种因素对城市地下空间利用的影响，建立二级评判模型，井解决模糊评判申的权向量确定方法。     

新奥法隧道施工风险非线性模糊评判方法

在全面分析新奥法隧道施工风险影响因素基础上,首先确定主要影响因素,并根据其影响的模糊性与层次性特征建立新奥法隧道施工风险二级模糊综合评判模型;其次,通过深入研究各因素评价指标取值方法及隶属度函数选取原则,建立评价指标隶属度确定方法,并采用三角模糊数互补判断矩阵排序方法确定权向量,以体现评价指标重要程度取值的不确定性和专家判断的模糊性;然后,引进非线性模糊矩阵合成运算方法,反映评价指标极差值对评判结果的突出影响,进而建立新奥法隧道施工风险的非线性模糊评判方法,使新奥法隧道施工风险评价更具合理性与可操作性;最后,通过工程实例分析与计算,并与传统方法进行比较,表明了本文方法的可行性与合理性。     

桩基检测的模糊综合证券

本文根据模糊理论，分析了桩基检测参数如刚度、桩长等对桩基质量的影响，建立了评判桩工质量的模糊综合评判方法。并根据综合评判结果和静载检测数据，利用参数估计方法，给出了确定桩基竖向承载能力的一种新方法。     

基于有限元分析的岩质边坡稳定性 模糊评判方法研究

 随着模糊数学引入到岩质边坡稳定性分析中，已取得多项成果，但评价专家主观意识对评价结果的影响较大、评价因素覆盖面不全，因此评价系统对岩质边坡的针对性不足等问题始终存在。对此，在将岩体质量分级法和卸荷岩体力学理论引入到模糊评价系统的基础上，提出一种基于有限元分析的边坡稳定性模糊评判方法。该方法在增加和修正评判因素的同时，通过有限元模型的计算结果分析，选取适当的参照量，将某些因素影响进行定量化处理，从而确定这些因素的权重比，减少专家评分中主观上造成的偏差。结合实际工程的分析过程显示，该方法实际操作性较强，对岩质边坡的分析更具针对性，能使得较多的影响边坡稳定性因素参与评判。     

基于粗糙集理论的隧道围岩模糊综合评判

针对隧道围岩分类问题,将粗糙集理论引入到模糊综合评判中,将各指标的权重转化为粗糙集理论中各属性的重要性,建立了基于粗糙集理论的隧道围岩模糊综合评判模型。最后,将改进后的模糊综合评判应用于实际工程中的围岩分类问题中,结果表明,该方法可较为真实地反映隧道岩体的工程特性。     

关中地区黄土湿陷性的模糊综合评判

通过分析影响黄土湿陷性的主要因素 ,给出了关中黄土影响湿陷分级的 4个定量指标的隶属函数 ,建立了黄土湿陷等级分类的二级模糊综合评判方法 ,并运用二级模糊综合评判法对关中地区黄土湿陷等级进行了较为客观准确的评价。     

基于有限元分析的岩质边坡稳定性模糊评判方法研究

随着模糊数学引入到岩质边坡稳定性分析中,已取得多项成果,但评价专家主观意识对评价结果的影响较大、评价因素覆盖面不全,因此评价系统对岩质边坡的针对性不足等问题始终存在。对此,在将岩体质量分级法和卸荷岩体力学理论引入到模糊评价系统的基础上,提出一种基于有限元分析的边坡稳定性模糊评判方法。该方法在增加和修正评判因素的同时,通过有限元模型的计算结果分析,选取适当的参照量,将某些因素影响进行定量化处理,从而确定这些因素的权重比,减少专家评分中主观上造成的偏差。结合实际工程的分析过程显示,该方法实际操作性较强,对岩质边坡的分析更具针对性,能使得较多的影响边坡稳定性因素参与评判。     

工程中岩体分级方法及应用研究

在进行涉及岩体的地下空间的开发与利用时,需要对岩石的强度和岩体在开挖时的稳定性等进行研究。目前城市地下空间开发利用中,涉及岩石的工程一般以岩体浅表层的风化带为主,对岩石风化带的认识和研究具有重要意义。本文分析研究了影响岩石强度的风化程度的判断方法,提出了判断岩体完整性标准的野外判别方法,并由此深化认识了工程岩体的分级标准;分析了岩体基本质量等级与隧道围岩基本分级的关系,并最终得出了二者在I～V级基本一致的结论,可以指导工程技术人员对岩体基本质量等级进行正确划分和应用。     

模糊概率模型在岩爆烈度分级预测中的应用

 岩爆是深部高地应力区岩石地下工程中的一种常见地质灾害,对其发生的可能性及其烈度分级预测是地下工程建设中亟待解决的重大课题之一。以模糊概率理论为基础,选取影响岩爆的一些主要因素,如洞壁最大切向应力sq、岩石单轴抗压强度sc、岩石单轴抗拉强度st以及岩石弹性能量指数Wet,并以sq /sc,sc /st和Wet作为评价影响因子,同时将岩爆烈度划分为无岩爆、弱岩爆、中岩爆和强岩爆4个等级,建立岩爆烈度分级预测的模糊概率模型。在此模型中,提出了模糊权重的概念,可充分考虑权重的模糊性。模糊概率模型不仅继承了经典模糊综合评判法的思想和优点,同时也克服了其在实际应用中评价影响因子权重取值的局限性,因而具有明显的合理性。应用该模型对冬瓜山深埋硬岩矿山、秦岭隧道工程以及某大型水电站地下厂房3个典型工程岩爆的实例分析表明,其预测结果与实际情况符合较好。为进一步考察该模型的可靠性与实用性,对国内外23个大型岩石地下工程实例进行计算分析,其预测结果与实际岩爆情况也相当吻合。由此可见,模糊概率模型为深部岩石地下工程岩爆预测问题提供了一种新途径。     

工程岩体c,ψ值选取的模糊-关联分析

在大量分析影响工程岩体物理力学因素基础上,筛选出影响工程岩体c,值的主要因素。探讨了用模糊数学理论选取c,值的方法,对制约模糊分析精度的权重计算方法进行了改进,提出了基于灰色关联度理论的分析方法,与其他几种方法比较,其计算结果更符合工程实际。     

可拓学理论在洞室岩体质量评价中的应用

将可拓工程方法与洞室岩体质量评价相结合,从洞室工程的角度选取能够反映岩体综合工程特性的参数进行评价。在物元理论、可拓集合论和关联函数运算的基础上,建立了洞室岩体质量评价的物元模型。通过实际洞室岩体质量等级的关联度计算,对石牌岭公路隧道岩体质量进行了可拓学评价,将评价结果与以往的“RMR”评价方法的评价结果对比分析,认为洞室岩体质量的可拓学评价能够较准确地反映洞室岩体的工程特性。     

基于岩体质量指标BQ的岩质边坡工程岩体分级方法

 对于线路工程上具有普遍性的岩质边坡,因数量多,范围广,工程勘察深度相对较浅。依据规范的测试和试验,建立一种基础性岩体质量评价方法,实现边坡工程岩体分级,并根据行业要求与经验提出支护措施,对提高岩质边坡工程设计与施工的科学性无疑具有重要的意义。针对现有的《工程岩体分级标准》(GB50218-94)没有涉及边坡工程岩体分级,在深入研究和系统消化边坡工程岩体分级成果基础上,提出基于岩体质量指标BQ的岩质边坡工程岩体分级方法(简称BQ-RSlope方法)。该方法在岩体基本质量指标基础上,考虑控制边坡稳定性的主要结构面类型与延伸性、结构面产状与坡面间关系以及边坡内地下水发育程度等影响因素,对岩体基本质量指标进行修正,由此确定边坡工程岩体级别,并给出各级别边坡工程岩体自稳能力的评价。结合4个边坡工程10个坡段的应用性验证,表明依据文中方法获得的各边坡坡段的岩体质量分级以及该基于质量指标对边坡稳定性的评价结果与工程实际总体相符,提出的依据BQ的岩质边坡工程岩体分级方法是合适的。     

基于MCS-TOPSIS耦合模型的岩体质量分类研究

 岩体质量分类是各类岩土工程实践问题的基础,由于岩体指标参数的模糊性和随机性,故岩体质量分类表现出不确定性,而现有分类模型则忽略了这种参数不确定性对分类结果造成的影响。考虑到分类指标参数的不确定性,在岩体质量分类问题中引入概率描述的可靠度分析方法,提出一种蒙特卡洛模拟(Monte Carlo simulation,简称MCS)和逼近理想解排序法(technique for order preference by similarity to ideal solution,简称TOPSIS)耦合模型。该模型由两部分组成：通过博弈论赋权方法获取分类体系中指标的权重,并结合TOPSIS模型来建立可靠度分析中的极限状态方程;基于MCS方法由TOPSIS模型构建的极限状态方程进行随机的不确定性分析,并通过概率函数给出最终的分类结果。通过25组测试样本对基于博弈论组合赋权的TOPSIS模型进行测试,结果显示该模型的误判率为0,表明MCS-TOPSIS模型中确定性分析的合理性。最后通过Matlab语言编制计算程序,分别由确定性分析和不确定性分析的角度来探讨水布垭地下洞室厂房围岩质量分类。研究结果表明：采用MCS-TOPSIS模型进行岩体质量分类是可行的,该模型具有较高的准确度且易于实现,具有一定的工程应用价值。该研究为岩体质量分类提供了一种新思路。