括苍山高速公路隧道岩爆非线性预测研究

括苍山高速公路隧道岩爆非线性预测研究

论文摘要

论文通过对浙江省括苍山隧道的地质条件进行详细调研,并对其岩爆的影响因素、预测参数的取值和预测方法及其适宜性进行深入系统的分析,得出传统的岩爆预测方法并不适宜特殊地质条件下的岩爆预测,应建立非线性的岩爆预测模型体系。论文首次提出了粗糙集理论、支持向量机和可拓学理论三者相结合的非线性岩爆预测新方法,以括苍山隧道岩爆预测为研究对象,应用粗糙集理论对岩爆影响因素进行属性约简,并应用属性重要度的概念计算属性权重系数;再以约简后的属性集作为支持向量机和可拓评判的输入进行岩爆非线性预测,并开发出可视化的应用程序软件。岩爆预测结果表明基于支持向量机和可拓学的非线性岩爆预测方法具有更高的客观性,更适合于特殊地质条件下的岩爆预测。研究成果可为隧道开挖方案和岩爆的防治措施的选取提供科学依据,并体现了论文选题具有科学意义和创新性,具有应用和推广的价值。

论文目录

  • 提要
  • 第一章 绪论
  • 1.1 选题的依据及研究意义
  • 1.2 岩爆问题研究现状
  • 1.2.1 岩爆的研究机构
  • 1.2.2 岩爆机理的研究现状
  • 1.2.3 岩爆预测方法的研究现状
  • 1.3 岩爆主要影响因素
  • 1.3.1 地质因素
  • 1.3.2 环境因素
  • 1.3.3 开挖因素
  • 1.4 论文的主要创新点
  • 1.5 研究内容及技术路线
  • 第二章 括苍山隧道工程地质条件研究及岩爆现象分析
  • 2.1 自然地理条件
  • 2.2 水文地质条件
  • 2.3 区域地质背景
  • 2.4 区域深大断裂
  • 2.5 工程区断层
  • 2.6 构造应力场环境的震源机制解
  • 2.7 括苍山隧道地应力原位测试
  • 2.8 括苍山隧道岩爆现象分析
  • 2.8.1 括苍山隧道岩爆现象描述
  • 2.8.2 括苍山隧道岩爆区工程地质条件分析
  • 2.8.3 小结
  • 第三章 括苍山隧道岩爆倾向性评价及岩爆预测
  • 3.1 基于能量判据的岩爆分析
  • 3.2 基于单轴抗压强度的岩爆分析
  • 3.3 基于应力判据的岩爆分析
  • 3.3.1 洞室开挖应力场数值分析
  • 3.3.2 有限元模型
  • 3.3.3 有限元计算结果
  • 3.3.4 基于应力判据的岩爆分析
  • 3.4 基于岩性判据和应力判据的二级模糊综合评判
  • 3.4.1 模糊综合评判介绍
  • 3.4.2 岩爆预测的二级模糊综合评判模型
  • 3.4.3 括苍山隧道岩爆二级模糊综合评判
  • 3.5 小结
  • 第四章 基于粗糙集理论的岩爆主控因素分析
  • 4.1 粗糙集理论介绍
  • 4.1.1 粗糙集理论的产生与发展
  • 4.1.2 粗糙集理论的基本概念
  • 4.2 决策表的属性重要性及权系数的确定
  • 4.3 岩爆主控影响因素分析
  • 4.3.1 括苍山隧道岩爆主要影响因素
  • 4.3.2 岩爆影响因素连续属性离散化
  • 4.3.3 基于正交试验的岩爆影响因素决策表构建
  • 4.3.4 岩爆主控影响因素分析
  • 4.4 基于粗糙集理论的组合权重计算
  • 4.4.1 基于粗糙集理论的权系数确定
  • 4.4.2 基于组合赋权法的指标综合权重确定
  • 4.5 小结
  • 第五章 基于支持向量机的岩爆预测研究
  • 5.1 支持向量机原理简介
  • 5.1.1 支持向量机的理论背景
  • 5.1.2 支持向量机
  • 5.2 多类分类问题
  • 5.3 基于支持向量机的岩爆预测
  • 5.3.1 概述
  • 5.3.2 基于支持向量机的岩爆预测流程
  • 5.3.3 学习样本的建立
  • 5.3.4 基于遗传算法的支持向量机参数选择
  • 5.3.5 模型可靠性检验
  • 5.3.6 基于支持向量机的岩爆预测
  • 5.4 小结
  • 第六章 基于可拓学的岩爆预测研究
  • 6.1 可拓学的基本理论
  • 6.1.1 物元理论
  • 6.1.2 可拓集合理论
  • 6.1.3 关联函数
  • 6.2 可拓评判建模过程
  • 6.3 可拓评判在岩爆预测中的局限性分析及改进
  • 6.3.1 可拓评判在岩爆预测中的局限性分析
  • 6.3.2 基于非对称贴近度的可拓评判方法改进
  • 6.3.3 基于组合赋权法的权重改进
  • 6.4 改进后的可拓评判方法程序实现
  • 6.5 基于可拓学的岩爆预测研究
  • 6.5.1 岩爆影响因素量化
  • 6.5.2 建立岩爆分级标准
  • 6.5.3 确定可拓评判的节域及经典域
  • 6.5.4 确定待评物元
  • 6.5.5 岩爆可拓评判预测
  • 6.6 括苍山隧道岩爆评价结果讨论
  • 6.7 小结
  • 第七章 括苍山隧道岩爆防治措施研究
  • 7.1 岩爆的防治措施
  • 7.1.1 改善围岩的物理力学特性
  • 7.1.2 改善围岩的应力状态
  • 7.1.3 强化围岩
  • 7.1.4 控制爆破减小扰动
  • 7.2 括苍山隧道岩爆防治方案
  • 第八章 结论和建议
  • 8.1 结论
  • 8.2 建议
  • 参考文献
  • 致谢
  • 攻读博士学位期间发表(含录用)的主要论文
  • 中文摘要
  • ABSTRACT
  • 相关论文文献

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