基于高斯过程回归的岩石抗剪强度参数不确定性估测

为克服以往岩石抗剪强度参数估测方法无法反映并量化其不确定性的问题,提出一种基于高斯过程回归(Gaussian processregression,GPR)的岩石抗剪强度参数不确定性估测方法,实现具有概率意义的不确定性分析。基于岩石强度参数数据集,利用高斯过程理论建立不同核函数下岩石单轴抗压强度(uniaxial compressive strength,UCS)和抗拉强度(uniaxial tensilestrength,UTS)与抗剪强度参数的映射关系。通过最大化对数边缘似然函数优化GPR模型超参数,然后根据预测效果与不确定性程度,确定合适的核函数及其GPR模型。结果表明,在给定UCS和UTS数据下,建议采用Matérn核函数构建黏聚力GPR模型,采用有理二次核函数构建内摩擦角GPR模型。对比传统机器学习方法,GPR方法不仅可准确地预测岩石抗剪强度参数,还给出了预测结果的不确定性程度,具有较强的科学性和可解释性,证明了GPR模型的可行性与有效性。

阿舍勒铜矿开采地压风险控制与综合防治研究

针对金属矿山深度增加使得深部开采所面临的力学环境日益复杂的问题,以阿舍勒铜矿为背景开展深部开采地压灾害风险评估研究,揭示巷道围岩破坏风险分布与深部地压演化规律之间的内在联系.基于综合评估结果提出适用于阿舍勒铜矿深部地压演化规律的新型支护方案,确定适用于阿舍勒铜矿深部中段采场的最优回采顺序.综合上述3阶段研究成果,最终形成阿舍勒铜矿深部开采地压灾害防控技术.

高地应力硬岩下双孔并行隧道相似模型试验及数值模拟

基于相似模拟理论,通过试验台架设计、监测系统设计、加载系统设计和岩体模型制作等流程,完成了双孔并行隧道模型试验系统的研制工作;试验中实时监控模型各关键位置的位移变化、应力变化及隧道岩壁破坏情况.研究表明,试验观测结果与基于Mohr-Coulomb模型所得数值模拟结果相对误差较大,而基于Plastic-Hardening模型进行数值模拟计算时,所得岩土体屈服状态和变化规律与相似模型试验结果吻合度较高.综合各方面分析研究结果,认为Plastic-Hardening模型能够更为精确合理的反映实际工程及试验中岩土体状态的真实变化情况,可为相似地质条件下的双孔并行隧道施工及维护提供重要参考.

基于文本挖掘和变权AHP法的隧道施工期安全状态评估

安全检查表法及其衍生方法作为工程领域中广泛、详尽的安全评价方法之一,其所得评价结果十分详细.然而,安全检查表法在数据获取方面存在明显的局限性,该方法虽然能够根据国家或地方法律法规、企业事故经验、科研所得事故及事故树的特点进行预先编制,但数据输入工作依然需要进行繁复的人工操作,使得整个安全评价流程的效率大幅降低.为了解决这一问题,本文拟保留安全检查表法的核心分析构架,对不同等级的安全隐患进行量化评分;通过调研提炼出与隧道施工期安全隐患相关的众多关键词,依靠文本挖掘技术从隧道建设相关责任方汇集的各类文本资料中提取与工程安全相关的关键词,并构建层次分析指标体系对关键词进行归类和定量评价;引入惩罚型变权模型对层次分析法的量化评价过程进行优化.依托工程实例证明:(1)整体而言,变权分析做的评价结论相较于常权层次分析所得分析结果更为保守,变权综合评价值一般小于等于常权综合评价值,当评价指标状态值趋于满分状态时,变权与常权层次分析所得评价值基本相同;(2)引入惩罚型变权模型后,惩罚区间内指标状态值越差对应的变权权重越大,状态值越好对应的权重则会小幅降低,这一原理可有效改善优秀指标状态值对不良指标状态值的中和作用,使极端条件下不良指标的状态值在整个系统的综合评价中具有更大的影响力.

基于自适应Kalman滤波融合技术的边坡变形分析

为对滑坡体的稳定状态及变形趋势做出更加准确的分析,利用自适应Kalman滤波融合技术,建立了基于位移参数的自适应Kalman滤波融合预测模型,对多个位移监测点的监测数据进行滤波融合处理。以大孤山铁矿废弃排土场边坡为研究对象,对该工程球团厂监测区域的4个位移传感器数据进行了滤波融合分析,结果表明:各监测点累积位移滤波估计值与实际累积位移监测值呈现相同的变化趋势,其中垂直位移偏离值要高于水平位移偏离值。经该方法滤波后,残差随时间由大减小,后期波动性较小,最后趋于收敛,滤波效果稳定。融合曲线中垂直累积位移变化要远大于水平累积位移变化,可看出滑坡变形主要由沉降导致。在2017年8~10月与2017年12月~2018年2月,曲线呈现先下降后上升的趋势,与监测区域受夏季降雨影响处于活跃期以及冬季冰雪冻胀影响的情况相符,可看出降雨对监测区域的影响要大于冰雪冻胀的影响。各监测点的滤波融合曲线与实际累积位移监测曲线呈现相同的变化趋势,经过自适应卡尔曼滤波融合处理后的累积位移监测曲线能更加准确、真实地反映监测区域的整体变形趋势。研究成果可为后期施工及灾害防治提供依据。

压缩条件下不完整试样破坏机理分析研究

利用单轴压缩试验机对含不同倾角的条形裂隙试样和不同孔心距与不同圆心连线倾角的双圆孔试样进行了抗压强度试验,同时利用PFC颗粒流模拟软件模拟不完整岩石试样在有无围压条件下的受压破坏过程,实验与模拟相结合,结论如下:含不同倾角的条形裂隙试样,初始裂纹方向近乎垂直于预置裂隙方向,随着裂隙倾角的增大,试样的单轴抗压强度先减小后增大,随着围压的不断变化,影响节理岩体强度的因素也在发生变化;含双圆孔试样,随着孔心距的不断增大,抗压强度先增大后减小,随着圆心连线倾角的不断增大,岩石试样的抗压强度先减小后增大,同样的随着围压的不断变化,影响节理岩体强度的因素也在发生变化。