可拓理论在岩爆等级评价中的应用

岩爆是岩体高地应力区的一种重要地质现象,是地下工程建设中比较关注的重要工程地质问题之一。采用可拓评判方法,选取岩石单轴抗压强度σc、洞室最大切向应力σθ、岩石单轴抗拉强度σt和弹性能量指数Wet作为岩爆评价的主要因素,应用物元概念和关联函数建立了岩爆等级评价的物元模型,针对中国工程已发生的实例进行分析,计算结果与实际情况符合,说明该岩爆预测模型具有一定的应用价值。

高阶段大跨度充填体稳定性评估

为保障矿柱安全回采,建立组合权重与可变模糊集耦合模型,评估高阶段大跨度充填体稳定性。以司家营铁矿等5座矿山为例,选取充填配比、采场结构参数、围岩地质条件、爆破冲击作用等12项主要影响因素为评估指标,评估其高阶段大跨度充填体的稳定性,并与未确知测度理论和AHP-TOPSIS综合评估模型对比。结果表明,5座矿山的综合风险等级特征值分别为2.178,2.678,2.477,2.505和2.479,与其他方法的评估结果一致。司家营高大充填体失稳坍塌风险较高(Ⅱ级),必须对其采取优化采场结构参数、降低爆破扰动、降低充填体暴露时间等预防和保障措施。

基于多种风险因素的矸石山边坡风险评价

该研究应用可拓理论综合考虑影响矸石边坡稳定的8种风险指标,建立了一套新的矸石边坡稳定性风险评价模型。与传统可拓理论评价模型相比,新模型在可拓距计算方面进行改进,并采用主客观权重相结合的综合分析法对8种风险指标进行权重分析,降低了传统理论算法在边坡稳定性风险评价过程中的系统误差。选取王家岭矸石边坡为案例,经新的边坡稳定性风险评价模型得出,2020年7月7日-2020年8月14日的风险等级变量特征值由原有的1.284上升到2.263,风险等级由低风险上升至中低风险等级,实现了现场矸石山边坡风险的定量评价。通过多个矸石边坡案例应用研究,发现改进的稳定性风险评价模型所得风险等级变量特征可与现有的边坡稳定性评估技术结合使用,实现矿山边坡安全指标与风险指标的综合评价。此外,该方法可以分析现场的实时监测数据,为矿山边坡安全风险评价提供一种客观简便的分析方法,进而有效改变目前矿山边坡工程监测重采集、轻分析的现状。

基于CRITIC法与可变模糊集的煤与瓦斯突出预测

针对煤与瓦斯突出评价的模糊不确定性问题,提出基于CRITIC法的可变模糊集预测方法,以此提高煤层突出危险程度预测的准确率。模型选取突出矿井防突工作中常用的6项判定指标作为煤与瓦斯突出评价指标,并确定了煤层突出危险程度分级标准;采用CRITIC法计算评价指标权重,引入可变模糊集理论合理确定评价指标对各级别的相对隶属度,建立煤层突出危险程度可变模糊集预测模型,依据危险等级特征值判断评价对象的隶属类别。实例应用表明,该方法较好地考虑了模型参数的可变性,准确地预测了煤层突出危险程度,评判结果更为可信,为煤岩动力灾害的准确预测提供理论指导。

变权模糊模型在黄土高边坡稳定性评价中的应用

影响黄土高边坡稳定性的因素众多且部分具有明显的不确定性。本文在现有的模糊模式识别模型评价黄土高边坡稳定性的基础上,考虑影响黄土高边坡稳定性因素所具有的客观性,提出了一种基于变权模糊理论评价黄土高边坡稳定性的方法。该方法首先通过相对隶属度理论求得待评价黄土高边坡稳定性分级标准的相对隶属度矩阵,再利用变权理论对指标因素进行赋权,最后通过变权模糊模型求得边坡稳定性评价等级特征值,达到对边坡稳定性评价的目的。将该模型应用于某黄土高边坡工程并与常权法和极限平衡法结果进行对比,结果表明使用变权模糊理论更科学,可以应用于相关工程领域。

新型中心三角灰色聚类环境空气质量评价模型

为更准确的评价大气环境质量,作者构建了新型中心三角灰色聚类环境空气质量评价模型。该模型充分考虑了上、下限等级白化权函数与中间等级白化权函数的不同,同时调整了等级特征值的计算公式,不仅可以准确判定环境空气质量等级,还可以确定多个评价对象之间的相对排序。经验证,新型评价模型综合性能明显由于其余三种聚类模型。结果显示,2014年杭州市环境空气质量处于Ⅱ类和III类的临界水平。

基于改进物元可拓模型的水工混凝土耐久性影响因素分析

我国西北盐渍地区长距离输水工程由于冻融、干湿、盐侵等作用,对水工混凝土耐久性产生不利影响,直接影响输水稳定性及工程的安全运行与效益发挥。本文以甘肃省引大入秦工程输水建筑物为背景,基于室内加速试验,针对干湿-冻融和干湿-冻融-盐侵两种工况,研究质量损失率、抗压强度损失率、相对动弹性模量等耐久性指标变化情况,采用改进物元可拓模型综合分析矿粉、粉煤灰、引气剂、聚丙烯4种因素对水工混凝土耐久性的影响程度,并将计算结果与试验结果、实际状况开展比对分析。结果表明:在干湿-冻融工况中,粉煤灰对于水工混凝土耐久性的影响较矿粉、引气剂、聚丙烯显著,而在干湿-冻融-盐侵工况中,聚丙烯的影响最为显著,且最为敏感;采用改进物元可拓模型综合分析以上4种影响因素,影响程度依次为聚丙烯(3.4509)>粉煤灰(2.5090)>矿粉(2.4472)>引气剂(2.2325),且根据等级变量特征值的大小可判断大循环后混凝土试块的状态,与实际状况相符。因此改进物元可拓模型可以综合分析盐渍区水工混凝土耐久性的影响因素,具有一定的实用价值。