聚类分析在岩体分类中的应用

随着数理技术的发展和统计软件的开发,聚类分析的使用范围越来越广。本文通过使用SAS统计软件分析了聚类分析在岩体分类中的应用。     

岩体质量分类

岩体质量分类是水电工程基础工作中的重要环节.本文用四种不同的岩体质量分类方法,选择不同的岩体结构类型对云南某水电工程右岸岩体质量进行了分级.结果表明,对于各类岩体结构类型,四种岩体质量分类方法所得出的结果非常接近.其对应关系分别为碎裂结构一般为V～IVb岩体,镶嵌结构一般为IVb～IVa岩体.次块状结构一般为IVa～Ⅲb岩体,块状结构一般为Ⅲa～Ⅱ岩体.并且根据评价结果.作出了研究区625高程的岩体质量分区图,为下一步的参数配套工作奠定了必要的基础.     

水利水电工程中的岩体质量分类探讨

文章阐述了国内外岩体质量分类研究的现状，归纳了水利水电工程中岩体质量分类的特点及发展趋势，并对目前水利水电工程岩体质量分类研究中的若干问题，即对岩体质量分类的含义、所采用的研究方法以及如何建立岩体质量级别与相应岩体力学参数的相关关系等作了探讨。     

翟镇煤矿煤巷围岩分类及分析

分析并确定了煤层巷道围岩稳定性分类指标;对翟镇煤矿１４０３ Ｅ 运输巷和３２０３ Ｗ 回风巷围岩进行了分类,为该矿支护形式的选择提供了依据。     

回采巷道围岩分类的模糊聚类分析方法

影响回采巷道围岩稳定性的因素有众多，各影响因素对围岩稳定性的影响程度也不一样，而回采巷道的分类标准及分类指标的确定却具有一定的模糊性，因此，采用模糊聚类分析的方法，建立模糊聚类分析的模型，对我国回采巷道进行分类，这将更加符合实际情况。本文对比运用模糊等价聚类分析法和模糊ISODATA聚类分析法对我国部分巷道进行了分类计算。     

多元统计在神经元分类中的应用

根据神经信息学数据库建立共同的标准,采用多元统计的方法研究神经元的分类问题,首先用L-Measure[1-2]软件计算出神经元形态指标值,由于每个指标包含4个统计值,本文按变易系数最大原则进行选取,接着用主成分分析缩减神经元指标为5个主成分指标,进行聚类分析,并比较形态分类与神经元按功能上的分类的差异,得出形态分类的效果比较理想,与神经元功能分类基本一致。     

Fuzzy聚类分析在植物群落分类中的应用

本文介绍了Fuzzy聚类分析的基本原理和步骤,并据此对陕西省南郑县碑坝常绿阔叶林进行分类研究。结果表明,Fuzzy聚类分析能直观地表征各群落间的相似及相异性关系,对群落变化的连续性和间断性反映,与实际相符,且聚合层次分明,拟合效果好。     

Fuzzy聚类分析在土壤分类中的应用研究

应用模糊聚类分析方法,以福建山地土壤为例,进行土壤分类研究。首先对20项土壤理化特征在计算机上进行Fuzzy聚类筛选,确定粘粒交换量、阳离子交换量等12项有代表性的土壤指标为分类指标。并据此对福建山地土壤进行分类,将其分为草句土、黄壤、草甸黄壤、红壤、黄红壤、红黄壤和变性土7个类型。同时提出了分类鉴别方法——加进标准样本的Fuzzy聚类分析法和福建山地土壤分类鉴别的计算机软件。研究结果表明,Fuzzy聚类分析法在土壤分类中是一种切实可行的方法。     

隧道监控量测在围岩动态分级中的应用

研究了隧道监控量测结果在围岩动态分级中的应用.通过对隧道监测数据的统计分析,得出了对围岩动态分级具有意义的指标和各级围岩所对应的各指标的数值范围,用以指导施工阶段的隧道围岩动态分级、隧道的反馈设计和施工过程中的预测预报.实例证明,准确的隧道监测数据可以进一步完善和优化围岩分级,提高围岩分级的可靠性,为隧道围岩动态分级提供了一条新的途径.     

深埋隧洞围岩分类方法--JPHC分类

现有围岩分类方法只适用于中低地应力、低外水压力条件,在高地应力、高外水压力条件下的适用性差.某深埋隧洞地应力高达20～40 MPa、局部外水压力高达1～10 MPa,具有高地应力、高外水压力的特点.以该深埋隧洞为例,对<水利水电工程地质勘察规范>中的围岩分类方法(HC分类)进行了改进.通过HC分类与Q系统在该隧洞分类结果的相关性、一致性分析,引入地应力修正系数、岩爆烈度、水力劈裂的临界水头压力等,建立了高地应力、高外水压力条件下的围岩分类方法--JPHC分类.该方法在某深埋隧洞围岩分类中适用性好,并可推广使用.     

碎裂介质围岩变形及稳定分析

引入碎裂岩体组合的结构模式及其变形本构规律，建立了碎裂介质圆形峒室围岩稳定和变形性质的分析理论，同时，提出以面体形变比认识围岩岩体结构特征的新观念。模型实例分析表明：碎裂岩体结构控制着围岩变形及稳起性，而且结构面的作用远远超过岩体组成成分岩块的作用。     

深部岩体工程围岩质量评价的IRMR法研究

通过采用连续性细化方法,考虑高压地下水和高地温对岩体力学性质的影响,分别引入地下水和地温弱化系数,对传统RMR法中的岩石单轴抗压强度、岩石质量指标和节理间距这3个评价指标的评分标准进行修正,获得3个评价指标和其对应分值之间的非线性连续回归方程;根据深部岩体工程中地应力与岩石强度特征值之间的关系,定义岩体损伤破坏危险度系数,且建立该系数和岩体质量评分修正值之间的对应关系,由此获得适用于深部岩体工程围岩质量评价实际的IRMR法,并用实例验证了该法评价结果的合理性和有效性。     

综放收尾切眼围岩稳定性数值模拟

采用数值模拟方法,对综放开采方法中的创新技术——综放收尾切眼技术中的围岩支护设计和围岩稳定性进行了系统分析,通过对无支护、锚杆一索一网联合支护、锚杆一索一网加钢棚架加强联合支护三种方案的计算分析,优选出了收尾切眼围岩的支护设计方案,为收尾切眼围岩稳定性控制提供了可靠依据,在工程实践中取得了显著的社会和经济效益。     

MSVM在汶马高速公路隧道围岩分级中的应用

通过分析国内外的多种围岩分级方法,结合SVM理论与隧道开挖现场实际情况,建立一种快速、准确的隧道围岩分级方法。采用岩石坚硬程度、岩体完整程度、岩体结构、节理风化状况、地下水状况、嵌合程度和地应力状况作为隧道围岩分级评价指标。采用一对一法构建多类分类器,将大量经过专家修正过的隧道围岩分级数据作为多分类SVM的训练学习样本,采用高斯核函数进行计算,结合汶马高速公路隧道施工期围岩分级实践,建立了多分类SVM隧道围岩分级模型,实现不同条件下的围岩分类的合理识别。汶马高速公路隧道围岩分级实际应用表明,该模型能快速、较为准确地进行公路隧道围岩分级。     

岩体模糊分类中隶属函数的等效性

总结出了岩体工程模糊评价中常用的连续隶属函数主要类型有正态型、岭型、三角模糊数和梯形,并给出了相应的基本解析表达式.以岩体分类中的单轴抗压强度为例,研究了具体指标隶属函数建立方法.采用不同隶属函数计算了某岩石试样的单轴抗压强度的隶属度,发现不同隶属函数得出的隶属度有差异.选取影响岩体稳定的五个主要指标,利用某矿深部工程地质资料,计算了其岩体物理力学参数在不同隶属函数下的隶属度,并根据离散型隶属度取值表确定了结构面的隶属度.将不同隶属函数下的各类指标的隶属度进行不同的组合,形成不同的隶属度矩阵,对该围岩进行模糊评判分类,得出最后的分类结果一致.这一研究结果证明了各类隶属函数的等效性、在岩体分类应用中的适应性和正确性,为岩体模糊分类隶属函数的选择提供了依据和便利.     

复杂地下水环境下石膏质岩的溶蚀特性

石膏质岩具有溶蚀性,在勘察设计阶段应用标准规范对石膏质岩进行围岩分级往往不能满足施工需求.为定量化分析溶蚀对石膏质围岩分级的影响,开展不同循环次数(1、 3、 6、 10次)和不同流速(0、 10、 20 L·h^-1)的干湿循环实验;通过单轴压缩实验,探究石膏质岩在不同流速和干湿循环次数下的力学参数劣化规律.选取BQ值作为围岩分级修正的基础,将单轴抗压强度作为修正指标;建立流速和干湿循环耦合作用下单轴抗压强度折减系数的三维拟合函数,与围岩分级公式相结合,并考虑干湿循环的最大化影响,提出考虑石膏质岩溶蚀性的围岩分级修正方法.结果表明：随着流速和干湿循环次数的增加,单轴抗压强度、单轴抗压强度折减系数持续下降,但下降的比例越来越小;流速和干湿循环次数的耦合作用与单轴抗压强度、单轴抗压强度折减系数均具有良好的相关性,三维拟合函数曲面呈“下凹”状.该研究结果可为考虑石膏质岩溶蚀性的围岩分级提供一种可行的计算方法.     

聚类分析在油源对比研究中的应用

利用烃源岩、原油(包括油砂)的生物标记化合物的聚类分析研究原油(包括油砂)碳同位素,结果表明,三塘湖盆地的原油可以分成3类,第一类原油包括马朗凹陷的绝大部分和侏罗系的一部分,与中二叠统烃源岩有关;第二类原油主要分布于条湖凹陷,部分位于马朗凹陷,与下二叠统和石炭系烃源岩有关;第三类原油主要为油砂,相关性较差,可能受到了较强生物降解作用的影响.塘参1井侏罗系原油可能来源于下二叠统或石炭系.