基于主客观组合赋权-云模型的边坡稳定性评价

边坡工程在外力作用下易造成滑坡、泥石流等地质灾害,严重影响周边的人民生命财产安全。选取边坡角、边坡高度、天然容重、孔隙水压力比、黏聚力、内摩擦角等6个评价指标,运用CRITIC法和序关系分析法(G1法)分别计算6个评价指标的客观权重和主观权重,并用博弈论对权重进行组合赋权,最后确定综合权重。结合正向云发生器,计算出边坡不同等级的隶属度,并与CRTIC法评价结果及实际等级进行对比,结果表明:边坡稳定性评价的准确率与权重息息相关,利用CRITIC-G1云模型所得的组合权重准确率高达91.7%,而CRITIC法的准确率仅为75%。随机抽取5组数据检验CRITIC-G1云模型的合理性和可靠性,结果显示CRITIC-G1云模型的边坡稳定性等级评价结果与实际边坡稳定性等级相吻合,证明该方法可以用于边坡稳定性的分析与评价。

降雨条件下某露天矿不同荷载作用的边坡稳定性分析

降雨一直是引发滑坡灾害的主要因素之一,在历年来的滑坡事故案例中,80%以上的滑坡都有降雨伴随。以西北某露天矿边坡为研究对象,开展室内试验获取各岩层在天然状态和饱水状态下的岩石力学参数,运用拟静力法和流固耦合原理进行数值模拟,对边坡应力应变的分布变化进行了研究,分析塑性区分布状态、关键点位移的变化趋势,模拟计算确定3种不同工况(降雨、降雨+爆破、降雨+地震)下终了边坡稳定性的安全系数,判断边坡的稳定性,并分析了降雨导致地下水升降对边坡稳定性的影响。结果表明,该露天矿初步设计的边坡稳定性较好,符合相关规范,为该矿山后续的边坡开挖施工提供了相关理论依据。

基于WOA-SVM模型的爆破块度预测研究

爆破块度是衡量爆破效果的主要指标之一,为提高爆破块度的预测效果以提高矿山生产效率,采用鲸鱼算法优化支持向量机进行爆破块度的预测,建立基于鲸鱼算法优化支持向量机的爆破块度预测模型。综合考虑影响爆破块度的内外因,选择岩石块度尺寸XB和弹性模量E,炸药单耗Pf、炮孔间距S与炮孔排距B的比值、炮孔深度H与炮孔排距B的比值、炮孔排距B与炮孔直径D的比值,以及炮孔堵塞长度T与炮孔排距B的比值为模型的输入向量,模型输出为爆破后的岩石平均尺寸X50,收集世界范围内的97组爆破数据作为鲸鱼优化算法支持向量机(WOA-SVM)模型的训练集和测试集。结果表明:WOA-SVM模型的均方误差(MSE)、均方根误差(RMSE)和拟合优度相较于BP神经网络、传统支持向量机模型更优,因此,在实践过程中该模型具有更好的效果。

基于SSA-BP神经网络的岩爆烈度等级预测

随着深部开采战略在我国的发展,岩爆愈加成为我国资源开采时必须面对的地质灾害之一。为提高传统误差反向传播(Back Propagation,BP)神经网络模型进行岩爆预测的准确性与有效性,采用麻雀搜索算法(Sparrow Search Algorithm,SSA)优化传统BP神经网络,提出一种基于麻雀搜索算法优化BP神经网络的岩爆预测模型(SSA-BP模型)。在考虑岩爆产生的内外因基础上,选取相关岩爆预测指标,利用国内外100例已有工程岩爆数据建立SSA-BP模型,并与传统BP模型、粒子群算法(Particle Swarm Optimization,PSO)优化支持向量机(Support Vector Machines,SVM)模型对比。结果表明:SSA-BP预测模型的有效性和准确度皆高于传统BP模型和PSO-SVM模型,同时SSA-BP模型训练集的均方误差(Mean Square Error,MSE)为0.081,比传统BP模型(0.25)降低67.7%,可为类似工程的岩爆预测提供科学依据。

相邻空区残矿资源回采技术研究

地下残矿资源回收对于矿山的可持续发展意义重大。以某金矿为工程背景,基于冒落平衡拱、面积承载力理论,计算得出采空区冒落跨度与矿柱回采长度,以此设计5种矿柱回采方案,采用MIDAS-FLAC^(3D)耦合建模方法对矿柱回采后的采空区稳定性进行分析,在此基础上,以残矿回收率为经济指标,以顶板沉降量、底板鼓起量、最大压应力、最大拉应力为安全指标,采用Critic客观赋权法对各方案进行评价,结果表明,5个方案的最终评价得分分别为0.484、0.615、0.587、0.569、0.516,故确定方案2即回采矿柱宽82 m、预留矿柱宽15 m为最优回收方案。

基于博弈-灰靶模型的岩爆烈度等级评价

岩爆一直是深部高应力地下工程面临的一大难题,为了有效预测和评价地下岩体工程的岩爆灾害,建立了基于博弈论组合赋权-灰靶决策的岩爆烈度等级评价模型。首先,选取岩石单轴抗压强度与抗拉强度的比值σ_(c)/σ_(t)、切向应力与单轴抗压强度的比值σ_(θ)/σ_(c)、弹性变形能指数W_(et)和完整性系数K_(v)等定量化指标建立评价指标体系,运用Critic法、变异系数法和熵权法分别计算出各个指标的权重,再根据博弈理论对权重进行优化,进而确定博弈论组合赋权;然后,结合灰靶决策理论,建立不同岩爆烈度等级的综合靶心距分布集;最后,通过综合靶心距的大小对岩爆烈度等级进行判定。为验证所建模型的准确性和合理性,以终南山公路隧道工程为例,根据实测数据对该评价模型进行实例分析。研究结果表明:基于博弈-灰靶模型的岩爆评价结果与实际岩爆情况基本一致,说明该岩爆烈度等级评价模型有较好的精准性和可靠性。