灰色优化理论模型在地下工程围岩稳定性分类中的应用

根据灰色关联分析原理，将待分类的地下工程围岩指标组成参考数列，地下工程围岩稳定性分类标准指标组成被比较数列，运用扩展的最小二乘方准则构造目标函数，建立了地下工程围岩稳定性分类灰色优化理论模型。结合实例说明了该模型的应用，并与用模糊数学方法分类的结果进行了对比。     

基于多层次灰色理论围岩稳定性评价研究

围岩稳定性评价是一个复杂的系统工程,主要是影响稳定性的指标多,信息不明确以及难以建立一套科学的评价方法等。根据大量调查研究,甄选了影响围岩稳定性的4个一级指标,17个二级指标,运用层次分析法(AHP)确定指标权重,同时,以灰色理论(Grey Theory)为基础,对指标进行赋值、量化,计算相互关联性,确定了围岩稳定性白色权函数的评价灰类,建立了多层次灰色理论围岩稳定性评价模型,有效地解决了小样本,信息不确切等问题。最后通过对围岩的实地监测,证明该评价模型科学、有效、真实可靠,为围岩稳定性评价和生产提供了参考价值和安全保障。     

灰色关联分析法在围岩分类中的应用

采用灰色关联分析法,对影响围岩质量的5项指标:岩石质量指标RQD,湿抗压强度Rw,完整性系数Kv,结构面强度系数Kf,地下水渗水量W/L等进行了关联分析,提出了一种进行围岩分类的新方法,具有一定的工程实用价值。     

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。     

基于Vague集的隧道围岩稳定性评价

提出了基于Vague集的隧道围岩稳定性评价模型,详细介绍了基于Vague集的隧道围岩稳定性评价的基本原理、Vague集的表示方法和记分函数的定义问题.建立了隧道围岩稳定性评价的指标体系,引入简单关联函数来确定各指标的权重,并应用该模型对某隧道围岩的稳定性进行了分类预测.结果表明,该评价方法可行合理且比较符合实际,判别结果与可拓方法、模糊可变集方法以及集对分析-可变模糊集等方法的结果一致,为隧道围岩稳定性的综合评价提供了新的思路.     

基于灰色理论的应急预案实施效果评价研究

为了评价应急预案的有效性,提出了基于灰色理论的应急预案实施效果评价方法。从预案的实施效果出发,充分发挥灰色理论在不完全信息处理中的优势,首先采用灰色聚类方法对评价指标进行筛选,然后利用灰色关联方法确定指标权重并计算各指标和预案整体的评价系数,从而构建了基于灰色理论的应急预案有效性评价模型。最后通过案例分析验证了模型的可行性和有效性。     

功效系数法在隧道围岩失稳风险预警中的应用

为了对隧道围岩危险性做出准确判断,以便于现场及时采取相应工程措施,预防围岩失稳灾害的发生,将功效系数法应用于隧道围岩的稳定性评价中,对围岩失稳风险进行预警.选取岩石的单轴饱和抗压强度Rc、岩石质量指标RQD、岩体完整性系数Kv、结构面强度系数Kf、地下水作用指标、洞轴线与主要结构面的夹角q 作为评价指标,采用专家评估法确定各指标的权重系数,建立隧道围岩失稳风险预警模型.根据总功效系数的大小,将围岩失稳险情划分为巨警、重警、中警、轻警和无警5个警限.然后,运用所建预警模型对浙江省诸永高速公路西华岭隧道围岩危险性进行判断.研究结果表明:运用功效系数法对围岩危险性进行警情预测,比较符合实际,且简单易行,不失为隧道围岩稳定性评价和失稳风险预警的一种新方法,具有较高的工程应用价值.     

基于因子分析和灰色关联的边坡稳定性分析

为保证公路的安全运营,本文从R型因子分析和灰色关联的角度为公路边坡稳定性做出分析。最终选定6个指标因子作为边坡稳定性分析的评价指标;在公路边坡工程实际中,运用因子分析法对所得观测数据进行降维,然后分析各项指标的相关性,最后计算出各项指标的权重。然后,运用灰色关联的相关知识,计算出各公路边坡关于不同稳定性等级的多指标综合关联度,进一步判断出公路边坡的综合稳定性等级。     

平顶山矿区煤巷围岩综合分类方法探讨

吸取不同围岩分类方法的科学实质，通过研究样本分布特征把不同分类方法统一起来，使分类的统计规律、聚类规律与样本分布特征协调一致，提高分类的可靠性。结合平顶山矿区煤巷赋存条件，取地压系数、围岩松动圈和节理发育程度3个指标，对平顶山矿区煤巷围岩稳定性进行综合分类，并以分类图直观表达了样本及样本分布规律，简化分类方法。提出围岩稳定性综合分类方法，研究矿区煤巷稳定性变化规律，得到评价围岩稳定性的统计判据，并根据巷道条件及实测信息评价巷道稳定程度，绘制出多指标围岩分类图。     

降雨条件下土质高边坡稳定性影响因素分析

选取影响土质高边坡稳定性的指标,采用变量控制的方法,在ABAQUS软件中分别计算了各个指标不同数值情况下的稳定系数,并利用改进的灰色关联分析法计算出土质高边坡稳定性对各个因子的敏感性,为以后的边坡工程设计和施工提供一定的参考。     

基于改进的灰评估模型在岩爆中的预测研究

岩爆是深部高地应力区岩体开挖过程中常见的一种复杂的动力失稳现象。由于影响因素众多,且各因素在岩爆的孕育过程中所起的作用尚不十分明确,可以将岩爆与其影响因素间的复杂关系当作灰色系统,利用灰色聚类方法进行研究。根据岩爆的成因及特点,选取洞壁围岩的最大切应力 、单轴抗压强度 、单轴抗拉强度 及岩石弹性能量指数 作为影响岩爆的主要因素,并以应力系数 / 、脆性系数 / 及弹性能量指数 作为评价指标,通过对灰色白化权函数进行优化,建立改进的岩爆预测灰评估模型。该模型解决了传统模型存在的灰类多重交叉性及不满足规范性等问题,理论上更完备。采用改进模型对国内外若干深部岩石工程岩爆初始数据进行研究,并与传统模型的预测结果进行对比,发现改进模型的结果与实际情况吻合更好,预测精度更高,从而验证了改进模型的有效性及实用性。研究方法为岩爆的准确预测提供一种切实可行的途径。     

未确知测度模型在岩爆烈度分级预测中的应用

 针对岩爆烈度分级预测评价中诸多因素不确定性问题,应用未确知测度理论并结合工程实际,根据岩爆的特点及成因,选取最大切应力sθ、单轴抗压强度sc、单轴抗拉强度st及岩石的弹性能量指数Wet,并以应力系数sθ/sc、岩石脆性系数sc/st及弹性能量指数Wet作为岩爆烈度分级的评价指标,建立岩爆烈度分级预测的未确知测度评价模型。以国内外18组工程岩爆分析初始数据进行分级判别,根据实际情况建立各评价因子的未确知测度函数,对其进行定量分析,并利用熵计算各评价指标的权重,依照置信度识别准则进行等级判定,最后得出岩爆烈度分级预测的评价结果。并与模糊综合评判法、属性综合评判法、灰色聚类法、物元分析法及实际情况的结果进行比较。为进一步考察该模型的有效性与实用性,运用该模型对秦岭隧道工程的岩爆实例进行分析。研究结果表明：该模型判别预测结果与实际岩爆情况较吻合,且方法科学合理,意义明确,为岩爆烈度分级预测提供一种新思路。     

The characterization of rock slope stability using key blocks within the framework of GeoSMA-3D

Considering the uncertainty and complexity of the influencing factors, the present study focused on the multi-level and multi-index evaluation system for analyzing rock slope stability. Quantitative analysis of the influence degree of the evaluation index on the rock slope stability was carried out by extension theory. The most significant factors affecting rock slope stability and the corresponding evaluation index were obtained. Further, the study presents a concept about the instability characterization coefficient of the key block, which is an important factor controlling slope stability. With this coefficient implemented into the search module of key blocks in the program Geotechnical Structure and Model Analysis-3D (GeoSMA-3D), developed by the corresponding author’s team, a further determination and visualization of key blocks were achieved. However, in many previous studies, there was no good correlation between the theoretical key blocks and the actual rock slope engineering, which led to derailment between theoretical analysis and practical engineering. Hence, this paper proposed the characterization safety factor of rock slope stability that combined the instability characterization coefficient with the weight of key blocks. The influence degree of each key block on rock slope stability was determined by the size of the instability characterization coefficient of key blocks. The weight of each key block on the slope stability was determined by combining this coefficient with the analytic hierarchy process (AHP). The key block information was applied to characterize the rock slope stability. The present study proposed a convenient and feasible evaluation method regarding rock slope stability. For the specific rock slope engineering, the significance of each evaluation index was determined and the most significant index was obtained. The determination and visualization of key blocks and the judgment of the slope stability were investigated, which verified the applicability and feasibility of this evaluation method.     

三峡永久船闸高陡边坡整体稳定性的多因素综合评价

三峡永久船闸高陡边坡工程是1个开放的复杂巨系统,对其整体稳定性的评价需要综合考虑地质资料、数值分析计算成果以及监测数据等多源信息,基于多因素优化融合的思想,采用定性与定量综合集成的方法。基于系统工程的观点,借助可拓学理论,依据菱形思维模式和物元的可拓性,建立了三峡永久船闸高陡边坡工程整体稳定性的多指标分层次综合评价体系。采用物元的概念将研究对象、评价指标和量值结合为一体,应用物元变换建立整体稳定性评价的物元模型,从而实现对三峡永久船闸高陡边坡整体稳定性的质与量的综合描述,并结合其随时间的变化趋势,可以完成对高陡边坡整体稳定性的三维动态评估。另外应用优化理论,进行了评价指标的主、客观组合赋权。经计算得出边坡整体稳定性属1级,特征值为1.86,介于优与良之间。同时,所述方法亦可应用于大坝健康性态整体评价、岩体质量评估、大坝老化评估等其他领域。     

基于价值工程原理的绿色施工方案评价研究

绿色施工方案作为绿色施工的指导性文件,对其实施效果起着关键性的作用。为使决策者制定出合理经济的绿色施工方案,在参考相关标准规范和文献资料的基础上,从绿色施工管理、环境保护、资源节约三方面构建绿色施工方案功能评价指标体系,将绿色施工措施费作为方案成本,利用改进模糊层次分析法确定指标权重,结合多层次灰色评价法进行功能评价,以价值系数作为方案比选的依据,建立绿色施工方案的价值工程评价模型。利用该模型对某工程实例进行分析,评价结果与实际情况相符,验证了该评价模型的可行性及有效性。     

岩体质量评价体系的综合应用分析

为了准确地对苏州阳山岩体质量进行评价,采用了BQ、Q、RMR、GSI四种岩体质量评价方法,且分级结果基本一致,评价结果可以用于岩体工程稳定性评价。并对BQ、Q、RMR的两两相关性进行了分析,结果显示BQ与RMR呈线性关系,BQ与Q,RMR与Q呈对数关系。采用Hoek-Brown法对阳山岩体物理力学参数进行了计算,结果显示岩体强度较低,与岩体质量评价结果一致。最后以阳山凝灰岩为例,对岩体结构面强度进行了估算并分析了结构面条件对岩体强度的影响,结果显示结构面法向应力及节理连通率对结构面强度的影响较大且有相互制约的现象。分析结论可以为岩体工程的稳定性评价提供参考。     

Rock quality classification and stability evaluation of undersea deposit based on M-IRMR

The mine improvement of rock mass rating (M-IRMR) evaluation method was put forward based on the existing theory of the rock quality classification and the stability evaluation in the undersea deposit of Sanshandao Gold Mine, China. The M-IRMR evaluation method includes 9 evaluation indexes which are rock compressive strength, rock quality index RQD, joint spacing, joint state, groundwater state, joint direction, ground stress, blasting vibration, and exposed area, respectively. During the evaluation process, according to the special features of the undersea deposit, the rock mass rating (RMR) method was used as the foundation, and the four geological parameters (i.e., rock compressive strength, rock quality index, joint spacing, and ground stress) were modified. The computing methods of the two engineering factors (blasting vibration and exposed area) were presented. The M-IRMR rock quality classification and stability evaluation method was applied in the level of −420 to −690 m in the undersea deposit of Sanshandao Gold Mine and the classification results were consistent with the actual situations, which can provide a scientific basis for choosing the suitable mining method and stope support system of the undersea deposit.     

基于灰色关联分析理论的边坡稳定性预测

灰色系统理论是用于研究少数据和贫信息的不确定性问题的新方法。为了分析具体边坡工程的边坡稳定性,在简要阐述边坡稳定性方法、介绍灰色系统基本原理和分析不确定性分析方法之间的差异性基础上,通过灰色关联分析的灰色关联度方法,以重庆万梁高速公路边坡工程的稳定状况为参考样本及预测样本,选取影响边坡稳定性的一些主要因素,建立数学模型,讨论了基于灰色关联分析理论的边坡岩体稳定性计算方法及其有效性。结果表明:模型计算与实际情况一致,灰色关联分析理论方法能全面地考虑工程中的信息贫乏和实际边坡问题的非确定性属性,简单易算,同时能较好地预测边坡稳定性。     

基于组合权重–理想点法的应变型岩爆五因素预测分级

基于理想点法的基本理论,综合考虑了岩爆发生机理,选取围岩洞壁最大主应力与岩石单轴抗压强度的比值、围岩洞壁最大切向应力与岩石单轴抗压强度的比值、岩石单轴抗压强度与岩石单轴抗拉强度比值、岩石弹性能指数以及岩体完整性系数作为评判预测指标,通过层次分析法和熵权理论计算主客观权重,综合确定各个指标的权重系数,构建了应变型岩爆组合权重–理想点法预测分析模型。通过统计相关工程案例,利用模型进行工程实例分析,验证了该模型的可行性与适用性。基于岩爆预测分级模型,开发了相应程序,可以为类似工程岩爆预测与等级划分提供重要支撑。