岩石工程相互作用矩阵的神经网络编码方法

岩石工程系统RES(Rock Engineering System)中现行的相互作用矩阵的编码方法均是静态的,无法反映岩石工程现场各参数间的动态的非线性关系.本文基于人工神经网络的应用提出了一种新的建立岩石工程相互作用矩阵的相对作用强度RSE(RelativeStrength of Effect)方法,并进一步探讨了将RSE应用于建立RES的相互作用矩阵的可行性与现实性.结果表明,基于人工神经网络的RSE与RES有很多共同点,将RSE应用于RES能够建立起动态的非线性的相互作用矩阵,使得RES相互作用矩阵更为切合实际,其应用也更为方便和可靠.     

智能岩石力学(3) ———智能岩石工程

１引言岩石工程的设计、施工、稳定性分析、灾害预测和防治是个复杂的系统工程,且是动态的、非线性的,不可逆的,具有应力路径依赖性。需要从系统、不确定、全方位的角度,采用智能和综合集成的分析方法。本文应用智能岩石力学的思想［１～３］,就岩石工程的智能设计与...     

岩石边坡的稳定性分析及防护治理

介绍了边坡稳定性的分析方法,探讨了边坡稳定计算中强度参数的取值原则,分析了水对边坡稳定性的影响,从浆砌片石护坡、骨架植被防护、挂网喷射混凝土等方面,阐述了边坡的防护措施,有利于保证岩石边坡的安全性。     

岩石力学与工程专家系统研究新进展

本文内容包括：岩石力学与工程知识表示、不确定性推理、知识获取与学习、神经网络专家系统、综合集成系统等。本文基本上反映了岩石力学与工程专家系统领域最新的研究成果及其发展趋势。     

利用神经元网络预测岩石或岩石工程的力学性态

本文将人工智能中的神经元网络引入岩石力学领域,用以预测岩石或岩石工程的力学性态。其用法类似经验公式,但其优点是影响岩体力学性态的各种描述性地质因素,均可做为变量输入,故可求得离散性较小的结果。文中附有两个实例,说明此方法的实用性。     

高层建筑岩石洞室地基稳定性分析

通过有限元计算、经验类比和现场观测，对以重庆市邹容广场为例的高层建筑岩石洞室地基稳定性分析进行了较为全面的研究，其中包括岩体力学参数、岩体破坏准则、有限元计算方案、稳定性分析结论及工程措施。     

岩石工程的可靠性设计

我国颁布的《建筑结构设计统一标准》(GBJ68-84)规定,建筑结构(包括地基基础)的极限状态分为承载能力极限状态和正常使用极限状态两类。前者主要考虑有关结构安全性的功能,后者主要考虑有关结构适用性和耐久性的功能。而以结构各种功能要求的极限状态为依据的设计方法,称为“极限状态设计法”。若以结构的     

岩石力学反演分析研究及工程应用

博士学位论文摘要 岩体本身是一个高度复杂的不确定和不确知系统，其物性参数、本构模型、计算边界条件(地应力等)和量测的位移与应力等无法准确确定。由量测信息来确定各类计算参数和模型的反分析方法自提出以米得到了迅速的发展，     

关于岩石力学与工程发展战略的几点看法

1991年9月21～22日,在中国岩石力学与工程学会东北分会第二届理事会第一次全体会议期间。与会代表对岩石力学与工程发展战略的有关问题进行了深入的讨论。大家普遍认为,东北地区具有重工业比重大的特点,水电、煤炭、冶金、有色、石油、地质等传统产业部门都有许多岩石力学的课题,岩石力学的研究必须紧密结合工程的实际问题,为国民经济服务,才有出路。现综合各位代表的发言,并结合作者个人的体会,归纳整理成     

岩石工程长期稳定性智能反馈分析方法及应用研究

 博士学位论文摘要：岩体流变是影响岩石工程长期稳定性的重要因素之一,对岩体流变的研究前人已作了许多工作,取得了丰富的研究成果,但模型识别和参数辨识上仍有一些不足。岩石是一种复杂的地质材料,其周围的地质环境和工程施工环境也是复杂的,而且是变化的,这使得人们对其认识很难一步到位,因此,对岩石介质进行反复认识是必要的。为此,提出一种岩石工程长期稳定性智能反馈分析法,该方法根据现场反馈信息,对岩体不断分析研究,必要时修正流变模型结构及其参数;该方法及时动态的将现场信息和地质分析模型联系起来,现场信息既是建模的重要依据又是验证模型正确与否的重要指标,而模型分析结果又能及时为设计、施工和长期稳定性维护提供合理建议。工程实例验证了方法的可行性、合理性与优越性：(1) 为了提高流变模型参数识别速度与精度,防止陷入局部最优,对遗传算法和粒子群算法进行了系统地研究,针对其不足,分别进行了改进,提出了压缩搜索空间与速度范围的粒子群优化算法(CSV-PSO)和自适应搜索空间的混沌遗传混合算法(SA-CGA)。实例表明2种改进算法的优化性能都是优越的,并对2种算法进行了参数敏感性分析,为算法稳定快速收敛提供了参数参考取值区间。(2) 针对流变模型辨识存在的不足,利用遗传规划算法(GP)善于动态处理模型结构的特点,提出了一种黏弹性组合模型自适应识别方法,该方法不仅仅局限于现有的几种流变模型结构,而是对组合模型的整个结构空间进行搜索,通过流变模型、GP结构树和流变本构方程之间的相互转换,实现了模型结构参数同时识别,不同于传统的模型识别算法。乌江构皮滩水电站的实例计算表明了该算法的可行性及在发现新模型中的鲁棒性,为黏弹性本构模型识别提供了一条的新途径。(3) GP算法进行模型识别时,将会产生许多流变模型,而目前数值软件包含的流变模型一般都是常用的几种经典模型,无法实现对GP算法产生的流变模型一一识别,为此,从黏弹性等效原理出发,推导了黏弹塑性统一本构模型有限差分方程,在C++环境下对FLAC进行了二次开发,实现了与GP算法程序的无逢衔接,并通过与FLAC已有模型对比验证了二次开发模型的正确性。以此为基础,结合CSV-PSO算法,提出了基于快速拉格拉日法的全局并行CSV-PSO流变模型参数反演方法。(4) 以自适应流变本构模型识别算法和基于快速拉格拉日法的全局并行CSV-PSO流变模型参数反演方法为基础,建立了动态更新数据、修正模型和参数的长期稳定性智能反馈分析系统,在VC++环境下开发了相应的软件,并对锦屏二级水电站辅助洞关键断面和龙滩水电站左岸高边坡流变模型和参数分别进行了反馈分析,获得了合适的流变模型及参数,并对其施工期与运行期的稳定性进行了分析,为工程施工、支护及长期运行维护提供了科学合理的建议。     

工程荷载下岩质边坡破坏机理及稳定分析

边坡破坏形式及剩余下滑力的计算是边坡加固设计的重要组成部分,结合西堠门大桥北塔位老虎山南侧天然边坡在左塔柱工程荷载作用下的破坏形式及稳定性分析,从岩体参数选取、工程荷载计算、不平衡推力法的运用及破裂面的规律分析等方面进行了探讨,对工程荷载下岩质边坡稳定分析及工程设计具有较好的借鉴作用。     

岩体工程结构的稳定性

首先讲述岩体结构与稳定的意义,其次叙述结构的稳定及求取极限荷载的方法,进而论述岩土稳定的基本问题、岩土材料本构关系及结构的正定问题。结合岩土结构稳定的有限元方法、非线性稳定分析的能量判据、有限元分析多余力加固方法以及结构稳定势能原理等,认为对复杂结构至今缺乏理论解及数值方面的精确解。给出结构的极限荷载求法,并区别结构失稳和材料失稳的不同;应用有限元法求解结构的极限荷载时,指出一般结构的极限荷载可以求得"上下限"的解析算法,但是对于复杂结构,特别是高拱坝结构,对其求得极限荷载则有待于采用非线性有限元法进一步求解。据此,着重介绍有限元求解结构稳定的方法,阐述结构稳定的能量原理;结合水利高坝工程,将这些理论与实际工程相结合,表明其工程应用的合理性。综述地质力学模型试验结果,并将试验超载极限稳定系数和计算结果加以对比分析,使之在实际工程中得到验证,并将其引入相关设计规范。研究结果表明,经使用上述方法进行工程计算并结合试验论证,中国高坝工程的安全稳定已得到初步验证。     

岩石隧道工程风险浅析

近年来,由于我国经济的飞速发展,岩石隧道修建突飞猛进,如何减少事故发生率,减少灾害损失是亟待解决的问题;但是事故资料的不完整性以及风险因素的不确定性都给风险分析带来了困难。借鉴了日本等国家20a来有关岩石隧道事故灾害的统计资料,对目前岩石隧道建设过程中的风险因素进行了归类,并给出了处理措施。同时还讨论了风险分析的方法在岩石隧道工程中的应用,提出了一种实用的风险分析方法。     

围岩稳定性评价的模糊可变集合工程方法

围岩稳定性评价是确保工程安全的一个关键性环节，由于受到岩体内部结构和外部环境等多种因素的综合作用，围岩稳定性不仅具有随机性，而且具有模糊性的特点。以工程模糊集理论为基础，建立以相对差异函数为基础的模糊可变集合工程方法，并考虑模型参数指标权向量的可变性，对围岩稳定性进行评价，以体现该方法的特点与优点，增加评价结果的可靠性。通过实例，详细列出该方法的计算步骤，并将结果与其他方法进行比较，验证该方法的合理性与优越性。     

隧道及地下工程围岩的屈服接近度分析

根据围岩中接近屈服面区域的安全程度的差异,对非塑性区的危险程度进行定量研究具有重要的理论意义和工程应用价值。通过分析Mohr-Coulomb准则以及其他屈服准则在主应力空间中非屈服应力点和屈服面的关系,在经典塑性理论框架内定义了屈服接近度指标,并建立了相应于各种不同类型的屈服准则的屈服接近度求解函数。通过对一受单断层影响的城门洞形隧道算例的分析,表明破坏接近度的定义是合理的,这一分析方法可以使得工程师以定量的概念来把握和判断围岩中不同区域的危险性程度,便于相互比较和相似工程间的比较,对于分析隧道及地下工程围岩破坏区的演化及安全度评价具有重要的实用价值。     

工程地质岩组与岩体质量分级在岩石工程中应用对比

在多不良地质体存在条件下,不同建设阶段岩体质量级别判别结果常会出现较大差别,成为岩石工程建设中争论焦点之一。岩体质量分级可给出相应力学参数,但对复杂地质体的变形破坏模式难以区分,影响到合理的开挖和支护方案的制定。结合岩石工程目标,在地层岩性对比和相应物理力学特性区分基础上,划分出的工程地质岩组,成为了工程地质条件评价、分区和工程规划的重要基础。在岩石地下工程设计和施工中还需有岩体质量分级作为依据。前者是以岩体工程地质力学观点为基础的较大范围的定性分类,抓住地质体关键内因之一的岩体地质建造和构造改造来分类,有利于得出相应变形破坏模式;后者以单指标或多指标来计算评判岩体质量好坏,包括了工程岩体本身和所处地质环境因素。在岩石工程不同阶段和不同层次上,它们的依据和应用各有所长,对工程地质问题的大尺度超前预报和工程设计起着不同作用,而又有一定的交叉和重叠,结合起来运用可发挥合理解释变形破坏模式和对比不同阶段判别结果的工程效果。结合雁门关隧道工程,给出它们的应用情况对比,以便于其在不同工程建设中更好地区别运用。     

节理岩体边坡模糊稳定性分析方法研究

节理岩体边坡失稳破坏同时受控于节理与岩体抗剪强度。在对具有两组平行节理的岩体边坡失稳破坏机制研究基础上，探讨节理岩体边坡几何物理参数为模糊数情况下边坡稳定性评价的分析方法，给出节理岩体边坡模糊安全系数的计算公式，编制基于潜在滑动面自动搜索边坡模糊稳定性研究程序。算例研究成果表明，采用模糊分析方法可以对节理岩体边坡稳定性有更全面客观的了解，能为潜在不稳定边坡的稳定性评价和锚杆设计等提供重要的参考依据，避免发生由于计算参数不确定性引起的加固节理岩体边坡破坏情况。     

岩质边坡楔体稳定分析与临界滑面搜索

 在楔体稳定分析中,滑动模式判断正确与否对楔体稳定性评价以及边坡开挖支护方案的选择具有重要意义。探讨Hoek-Bray方法在判断楔体破坏模式时存在的问题和产生错误的原因,并根据楔体破坏的运动学条件对Hoek-Bray方法进行修正,提出理论上较为完备的楔体稳定性计算方法。考虑到现场测量得到的不连续面的产状通常具有一定的离散性和分布范围,导致构成楔体的某一组或两组结构面并非完全确定。鉴于此,提出楔体稳定性的优化分析方法,采用遗传算法搜索具有最小安全系数的楔体及其临界滑面组成,为工程支护设计提供一个具有保守性优点的低限解答,确保边坡的稳定与安全。