地下工程围岩稳定性评价的熵权系数法

针对地下工程围岩稳定性评价问题,综合考虑影响围岩稳定性的主要因素,提出围岩稳定性综合评价的熵权系数方法,并建立基于熵权系数法的围岩稳定性综合评价模型.基于该模型,对工程实例进行熵权系数法综合评价,得到与可拓学方法和模糊模式识别直接法基本一致的评价结果.结果表明,基于熵权系数法基本原理的围岩稳定性综合评价模型,可以应用于地下工程围岩稳定性的评价,且评价结果可靠、合理.     

山区公路高切坡岩土的理想点法安全评价

基于理想点法的基本原理,选取高切坡的粘聚力、内摩擦角、高切坡类型、地形坡度、边坡高度作为评价指标,通过熵权算法确定其权重,建立高切坡安全评价模型,并利用工程实测资料进行模型检验.评价结果表明:理想点法的评价结果与实际评价结果基本相符,验证了理想点法用于高切坡岩土的安全评估是可行的.     

基于熵权-理想点法的煤层冲击倾向性分类

针对目前采用的煤层冲击倾向性判别方法存在的不足,基于理想点法的基本原理,选取动态破坏时间、弹性能量指数、冲击能量指数和单轴抗压强度作为评判指标,通过信息熵理论确定各指标的权重系数,建立基于熵权-理想点法的煤层冲击倾向性判别分类模型,并将该模型应用在实验室实测煤样的冲击倾向性分类中.研究结果表明:熵权-理想点法的判别结果与综合判定方法结果相同,且符合实际情况,从而验证了该方法用于煤层冲击倾向性分类的合理性和有效性.     

基于组合赋权法的建筑结构安全评价

为了客观准确地进行房屋安全性评价,考虑到房屋结构的复杂性和评价指标的不确定性,提出基于区间层次分析法和熵权法的建筑安全模糊综合评价方法.首先,将建筑结构划分为6个相对独立的部分,在此基础上建立影响每部分安全性的评价指标.其次,采用区间层次分析法和熵权法通过耦合赋权的方式计算综合权重,根据评判标准建立两种类型的隶属函数,并对各因素进行模糊评价,运用多级模糊评价原理构建房屋安全评估模型.最后,对工程实例进行安全评估,结果表明:基于房屋安全评估模型提出的评价方法能较为全面真实地反映房屋的安全状态,同时为房屋的修缮工作提供科学性依据.     

基于熵权法的坦克火控系统健康评价方法

 针对坦克火控系统状态评价过程中存在的主观性较大、结果不够精确等问题,研究了基于熵权法的火控系统健康评价方法。在建立健康评价指标体系的基础上,构建了健康指数模型。按照指标属性,对不同量纲的指标进行归一化处理,采用熵权法计算模型中各指标对系统健康状况影响的权重值。最后采用该方法对某型坦克火控系统进行评价。结果表明,稳定性指标是影响火控系统总体性能的重要指标。评价结果具有较高的可信度,可为火控系统的使用及维护提供依据。     

基于改进理想点模型的岩体结构面分级方法

鉴于以往的结构面分级方法多为宏观定性分析,不利于指导实际工程设计和施工,提出了一种基于改进理想点模型的结构面定量分级方法.首先考虑结构面分级的多种影响因素,采用7个指标进行定量表征,建立了结构面多指标分级体系;然后用最小熵原理优化层次分析法及熵权法权重,从而改进理想点模型,得到最优组合权重;最后将改进后的模型应用于重庆市兴隆隧道实测结构面分级中,并与工程实际对比.结果表明:改进理想点模型所得分级结果与实际工程较为一致,准确率达93.3%,具有较强的可靠性及工程实用性,可为岩体结构面分级提供一种新的思路和方法.     

采用AHP-可拓学的地下工程围岩稳定性预测模型

为解决地下工程围岩稳定性评价问题,综合运用AHP和可拓学理论,建立多层次多指标的地下工程围岩稳定性综合评价模型,得出安全等级标准及指标量值.运用AHP确定指标的权重系数,并依据可拓学理论构造经典物元、节域物元和关联函数,建立地下工程围岩的AHP-可拓学预测模型,依据特征值逐一确定30个待识别物元稳定性级别.计算结果表明,理论上适宜依据工程围岩稳定性的各层次指标的权重值和级别特征值,作为评价安全等级标准,对来自同一工程的样本稳定性识别较好,与突变级数法及逼近理想解排序法结果相吻合,该方法可用于地下工程围岩稳定性识别.     

等效数值法在围岩稳定性评价中的应用

提出了一种新的围岩的稳定性评价方法--等效数值法,建立了基于等效数值方法的围岩稳定性评价新模型.该方法将样本指标值与围岩稳定性各指标分类标准对比来确定权重,客观性强,计算简捷.对5个典型的围岩作为评价样本进行了评价研究,并将得到的评价结果与模糊识别法、可拓方法与模糊可变集合工程方法结果进行比较.研究结果表明,等效数值法成功率高、客观性强,为围岩稳定性的评价研究提供了一条新思路.     

基于熵权-改进灰色关联模型的公路隧道塌方风险评估

为确定公路隧道施工过程中塌方风险等级,选取工程地质等4项一级指标,围岩级别等12项二级指标,建立熵权-改进灰色关联的公路隧道塌方风险评价模型。采用熵权法计算评价指标权重;采用改进灰色关联法确定各段隧道与隧道塌方各风险等级的关联度,并与所求得的权重相结合确定最终的风险等级,并将结果与工程实例相印证。结果表明：公路隧道塌方的12项风险因素中,年均降水量、隧道跨度、围岩级别、隧道埋深对隧道塌方影响较大;采用本文模型对四段隧道进行评价,评价结果均与实际相符。可见该评价模型为在建隧道施工塌方风险等级的确定与预防提供了科学而有效的依据。     

用熵权TOPSIS法优选杭温高铁引入温州地区方案

分析温州地区既有车站作业情况,根据杭温高铁引入温州地区提出了四个站址方案,综合考虑居民出行、城市发展、建设难度、资源占用等因素,运用熵权TOPSIS模型进行方案优选,通过熵权法确定各评价指标体系的权重,求得各方案与靠近理想解、远离非理想进行排序,以此来判断各方案的优劣,得出最优方案为机场西站址方案(方案I)。     

围岩稳定性评判的支持向量机多分类模型

围岩稳定性评判对指导地下工程的设计和施工具有非常重要的意义.引入支持向量机多分类方法,进行围岩稳定性分类.选用影响围岩稳定性的因素,岩石质量指标、岩石单轴饱和抗压强度、完整性系数、结构面强度系数和地下水渗水量等5项指标作为模型的判别因子,建立了围岩稳定性分类的支持向量机模型.以围岩实测数据作为学习样本进行训练,建立相应判别函数对待判样本进行分类.结果表明,支持向量机模型分类性能良好,预测精度高,是围岩稳定性分类的一种有效方法,可以在实际工程中进行应用.     

上覆薄煤层采空区公路隧道开挖稳定性试验研究

隧道下穿煤层采空区施工将对周围地层产生扰动,影响隧道围岩及初期支护的稳定性.进行了上覆薄煤层采空区隧道开挖的室内相似模型试验,试验中通过测量隧道开挖过程中采空区地层、隧道拱顶的沉降及初期支护内力等参数,对上下台阶法和单侧壁导坑法进行了对比分析.测试结果表明,隧道开挖引起的采空区地层沉降受开挖方法的影响显著,上下台阶法开挖引起的采空区地层沉降高于单侧壁导坑法,沉降槽曲线较陡、沉降范围更宽.两种开挖方法中,围岩压力的最大值均位于右拱脚处,钢拱架最大弯矩出现在拱脚处,最大轴力位于拱腰或拱肩处.其它条件相同时,采用单侧壁导坑法开挖时初期支护背后的围岩压力、钢拱架内力和偏心距等普遍大于上下台阶法开挖.研究表明在隧道下穿倾斜煤层采空区施工时,采用单侧壁导坑法开挖可以显著减小对采空区地层及围岩的扰动,但同时需增强初期支护的刚度,确保围岩及隧道结构的整体稳定性.     

基于岩体质量Q系统的隧道围岩分级

岩体质量Q系统未考虑隧道上覆不同地质条件岩土体位置关系的相互影响。阐述了岩体质量Q系统在进行围岩分级时存在的问题,基于摩尔-库伦强度准则,提出了计算隧道围岩松动区和承载区的公式,得出当隧道围岩等级越高,即围岩稳定性越差时,松动区外半径、承载区外半径以及塑性区外半径越大;通过将理论分析方法与数值模拟方法相结合,求出了隧道围岩重要性系数,提出了一种隧道围岩分级新计算公式。     

挂帮矿充填法开采对高陡边坡及采场围岩稳定性的影响

以大冶铁矿高陡边坡下2#挂帮矿回采为工程背景,首先采用GEO--SLOPE软件对挂帮矿开采中边坡稳定性进行了分析;然后通过现场监测及模型相似实验相结合的手段,研究矿柱及围岩的应力及位移变化规律,探讨了挂帮矿充填法开采对采场围岩稳定性的影响.研究表明挂帮矿所在露天初始边坡经过扩帮及内部开采后,安全系数平均值由1.274下降至1.005,边坡稳定性较差;目前空区采场矿柱及围岩稳定性较好,但必须对现有采空区进行充填,改变空区及矿柱应力集中状态,才能进行矿柱及顶底板矿石回采.     

断层产状对围岩稳定性影响的敏感度分析

岩体裂隙及断层破碎带等地质结构面对地下洞室围岩稳定性具有重要的影响,断层破碎带与洞轴线的相对空间位置是一关键因素.以西南某水电站导流洞为工程背景,采用数值模拟手段来研究断层走向及倾角对隧洞围岩稳定的影响.计算结果表明:断层走向越小,倾角越大,洞周围岩的稳定性越好;应加强断层附近洞顶和洞底的支护措施.研究成果可以为类似工程的布置和设计提供理论依据.     

超大跨度公路隧道施工工法转换方案研究

超大跨度隧道开挖跨度大,结构稳定性差,全断面开挖跨度大,不同围岩级别施工工法不同,因此施工转换要求高。以老虎山隧道为依托,对进口段Ⅴ级围岩双侧壁导坑法和相邻段Ⅳ围岩交叉中隔墙(cross diaphragm, CRD)法两种工法施工转换进行分析和研究。结果表明:采用控制开挖起拱线高程一致,由双侧壁导坑法分部横向采用渐变方法过渡到CRD法,避免工法转换之间的时间间隔,减少了后期双侧壁导坑法临时支撑的拆除对围岩的扰动,从而加快了施工进度;双侧壁导坑法向CRD法转换前后和转换过程中钢架受力都满足规范要求,工法转换过程中施工安全。研究结果对超大跨度公路隧道开挖时施工工法转换具有一定的参考价值。     

磨料水射流旋转切割岩石深度计算模型

针对地下洞库结构防护设计,需对洞库围岩实施人工致裂,从而在围岩中构建人工裂隙群以达到抗爆消波的目的,提出利用环形磨料水射流切割围岩施工方法。根据磨料颗粒去除非岩石材料体积模型,推导了磨料粒子对岩石的体积去除量与磨料速度关系模型;基于磨料射流切口形状假设了环形磨料射流切割深度估算模型,并与已有数据进行对比验证了模型的有效性;定义磨料射流在外流场的流量衰减系数,提出了磨料射流岩石极限切割深度计算方法,通过算例分析了特定工况下磨料水射流切割砂岩及花岗岩的理想极限深度,得到磨料水射流对岩石的切割半径满足围岩人工割缝半径目标。研究表明:磨料水射流对花岗岩的制缝深度约为切割砂岩的55.7%;使用磨料水射流进行围岩割缝在工程应用中具备施工可行性。     

地下工程围岩稳定性分类的突变级数法研究

提出基于突变级数理论的地下工程围岩稳定性分类的评价方法.根据突变级数理论,对影响地下工程围岩稳定性的因素(包括岩石质量指标、岩石单轴饱和抗压强度、完整性系数、结构面强度系数和地下水渗水量)进行多层次分解,对数据进行归一化处理,结合突变理论与模糊数学理论,进行综合量化运算,得到最后的评价类别.利用广州抽水蓄能电站一期工程的12个实测数据和插值法得到的18个学习样本,建立地下工程围岩稳定性分级的突变级数模型,并用于电站二期工程22处围岩的稳定性分类中.研究结果表明,突变级数法的判别结果比较符合实际,并与人工神经网络法、支持向量机法判别结果较一致,为地下工程围岩稳定性分类提供了一种新方法.     

裂隙岩体中隧道变形破坏的节理有限元模拟计算

裂隙岩体是地下工程施工中经常遇到的一类岩体,研究其变形和破坏机理是工程安全施工的保证。以天平线关山隧道工程为例,采用基于修正Goodman单元的节理网络有限元法,将裂隙岩体看作由岩块和节理、裂隙组成的二元结构,其中岩块和节理、裂隙分别采用线性Mohr-Coulomb强度准则和非线性Barton-Bandis剪切强度准则。通过有限元软件Phase~2模拟分析了隧道开挖过程中裂隙岩体的变形破坏特点以及不同工况下隧道拱顶的沉降量,并讨论了Barton-Bandis准则中节理粗糙程度(J_(RC))的取值对围岩稳定性的影响。研究方法为裂隙岩体的数值计算提供了新手段,节理粗糙度(J_(RC))的反演结果能为支护设计和加固措施提供参考依据。