基于未确知聚类法的巷道围岩稳定性预测

针对影响巷道围岩稳定性的因素多且具有不确定性和隐蔽性的特点,选取实测RQD值、单轴抗压强度、隙壁状态3个主要影响因素作为判别指标,利用未确知测度理论,建立巷道围岩稳定性预测模型。利用25组巷道围岩资料作为模型构建样本,以样本均值为聚类中心,采用信息熵理论确定各判别指标的权重,从而计算样本的多指标综合测度;根据最小未确知测度距离原理判断样本所属类别,进而对巷道围岩稳定性进行预测,且用逐一回代的方法检验预测模型的合理性。刊用所建立的巷道围岩稳定性预测模型对大冶铁矿5组待判别样本进行应用预测,预测结果符合工程勘察实际,表明基于未确知聚类法的巷道围岩稳定性预测方法具有较好的实用性和有效性。     

隧道下穿桥梁的桥墩稳定性未确知测度评价研究

为指导隧道安全施工,保证路桥的安全运营,对桥梁桥墩稳定性进行评价,运用未确知理论,建立未确知测度评价模型。结合葵坝隧道下穿盐坝高速路桥的工程实际,选取影响桥墩稳定性的10个指标构造评价指标体系,依据每个桥墩的指标分级标准构建单指标未确知测度函数,确定每个对象的单指标测度矩阵;用熵权法计算各对象指标的权重,进而得到了对象的多指标综合测度向量;并依据置信度识别准则得出12个桥墩的隶属等级和稳定性排序。结果表明:12个桥墩中,除有1个桥墩处于不稳定等级外,其余都处于稳定等级。     

基于未确知测度的矿井瓦斯防治管理体系评价

为反映煤矿瓦斯灾害防治工作的整体状态,针对煤矿瓦斯防治管理系统存在未确知信息的特点,筛选影响煤矿安全的相关因素,建立矿井瓦斯防治管理系统安全等级评价指标体系。基于未确知测度理论、方法和矿井瓦斯防治管理系统指标体系中诸多不确定性因素,运用层次分析法确定各级指标的权重值;通过计算各评价指标的未确知测度向量,建立未确知测度函数向量模型;依据置信度识别结果,最终确定矿井瓦斯防治管理系统的评价等级,并将所构建的模型应用于新疆某煤矿。实践表明,用该模型得到的评价结果与现场实际吻合。     

基于因素空间的尾矿坝稳定性综合评价

针对影响尾矿坝稳定性因素繁多且包含大量未确知信息的问题,提出一种基于因素空间的综合评价模型,构建用于尾矿坝稳定性综合评价的因素空间,并引入未确知数学理论,建立因素空间-未确知测度模型;赋予尾矿坝稳定性影响因素变动的组合权重,通过因素合成实现因素空间降维;以某尾矿坝为例,采用置信度准则综合评价尾矿坝稳定性,验证模型可行性与适用性。结果表明:该模型评价结果与现场勘查结果一致,且完成影响因素危险程度排序,进一步提高尾矿坝稳定性评价准确性,为尾矿坝稳定性的科学评估提供参考。     

基于未确知测度的岩体稳定性多元联系度评价模型*

为准确评定岩体稳定性等级,引入未确知测度理论、多元联系度理论和同异反确定不确定体系,建立基于未确知测度的岩体稳定性多元联系度评价模型。该模型通过指标组合权重值和单指标测度矩阵,得出多指标综合测度矩阵、同异反联系度矩阵和模糊评价矩阵。并借助多元联系度定量计算待评岩体的评价等级、定性分析及准确预判岩体稳定性的发展趋势,较好地优化置信度评价过程,克服传统模型不能定量表达不确定性因素的缺陷,而且拓展指标隶属等级交叉的特性。以1号岩体为例,研究结果表明:岩体的稳定性等级为Ⅲ级,处于基本稳定状态,但有着向不稳定状态（Ⅳ级）移动的趋势。模型的评价结果与实际结果相吻合,说明应用该模型评判岩体稳定性等级是有效可行的。     

海底管道未确知测度风险评价方法研究

运用未确知测度理论建立海底管道风险评价指标体系,确定风险评价指标分级标准,构造未确知测度模型,计算海底管道各评价指标的未确知测度值,并利用信息熵原理确定指标权重.根据置信度识别准则评判管道风险等级,采用雷达图显示未确知测度风险评价结果.以某近海区海底管道为例进行评价,结果表明,所建立的未确知测度风险评价方法能够实现对信息未确知条件下的海底管道风险评估.     

未确知测度模型在爆破工程安全评价中的应用

结合当前工程爆破的实际情况,从安全管理、安全技术、安全防范三方面出发,建立了一套完备的爆破工程安全评价的二级指标体系.针对指标体系中诸多因素的不确定性问题,在未确知测度理论的基础上,构建了爆破工程安全评价的未确知测度模型.通过对单指标未确知测度、多指标综合测度的计算以及指标定权等过程,实现了对爆破工程的安全综合评价.在各评价指标权重和识别准则的确定上,分别采用了信息熵和置信度识别准则,避免了模糊层次分析法中在这两方面的缺陷,使评价结果更具客观性.实例分析表明,运用未确知测度模型进行爆破工程安全评价问题的研究,理论上是可行的,评价结果是可信的,从而为爆破工程的安全综合评价提供了一种新方法.     

基于未确知测度理论的安全生产状况评价研究

为研究我国省市的安全生产级别,基于未确知测度理论,建立安全生产状况评价的等级模型。根据实际情况,选取5项评价指标,建立各评价指标的未确知测度函数。利用熵确定各项指标的权重,避免人为主观性对评价的影响,根据多指标综合测度评价向量和置信度识别准则进行评判。结合2009年9省市对应指标统计数据,采用未确知理论对安全生产状况进行评价,并结合实际进行分析。该理论为省、市安全生产提供了指导性的建议和依据。     

基于未确知测度理论的充填管道堵塞风险性评价

为预测深井矿山充填管道堵塞的难易程度,运用未确知测度理论,建立充填管道堵塞风险性评价模型。选取10项评价指标作为未确知测度模型的判别指标,根据实测数据建立各项指标的未确知测度函数,并利用信息熵理论获得各判别指标的权重,依照置信度识别准则进行等级判定,最后得到充填管道堵塞风险性预测值。研究结果表明:金川龙首矿、大红山铜矿、河东金矿和新城金矿等4个评价对象的风险性等级分别为:Ⅱ级、Ⅲ级、Ⅳ级和Ⅲ级。未确知测度理论能综合考虑各项评价指标对评价体系的影响,并进行相应的定量计算。     

VW-UM模型在采场稳定性评价中的应用

为避免地下采场稳定性常权分析时容易出现"状态失衡"的问题,将变权重理论(VW)引入其中,结合未确知测度理论(UM)建立采场稳定性VW-UM评价模型。基于对采场稳定性影响最大的14项指标,计算其未确知测度(UM)函数,运用层次分析法(AHP)确定各指标常权重,再通过VW理论细化各指标权重的取值,最后根据置信度识别准则预测采场风险等级。用VW-UM模型分析新桥矿和焦家矿5个采场的稳定性,得出各采场的风险等级。实例分析表明,指标权重在常权重的基础上需根据指标值确定,这样使得分析结果的准确度比传统评价模型要高。     

深部采场进路开采顶板稳定性分析与支护设计

为降低深部矿体开采中冒顶事故的发生概率，确保井下安全开采，采用Q系统分级法、RMR岩体分类和BQ分级法对矿区岩体进行质量评价，结合块体理论和三维有限元分析进路开挖后顶板的稳定性。研究表明:部分岩体在进路开挖后顶板处出现较大拉应力集中，抗拉稳定性降低，极有可能出现冒顶事故。针对这类不稳定岩体，提出永久巷道采用锚喷支护，临时巷道采用锚杆穿带支护；并运用悬吊理论、组合梁理论、屈服强度理论和安全系数法分析支护条件下进路顶板的稳定性，优化支护结构参数。通过振弦式锚杆应力计收集现场未支护巷道与支护巷道轴向力，得出该支护设计对开挖后岩体变形起到了明显改善作用。     

巷道围岩再造承载层机理及数值模拟

在分析大变形巷道基本支护系统基础上,依据应力转移与强抗承载的围岩稳定思想,提出了巷道围岩再造承载层机理,建立了巷道围岩再造承载层稳定性力学模型,分析了巷道围岩再造承载层的稳定因素,最后进行了数值模拟。结果表明:巷道基本支护系统的承载能力与作用范围有限,基本支护系统作用下巷道浅部围岩呈“O”形整体收敛,弹塑性界面离层明显;而巷道两帮再造承载层与基本支护系统形成“Ω”形承载结构体,整体承载能力加强,顶板应力由底板深部转移改变为向两帮外伸移动,两帮围岩移动由巷道内收敛改变为向巷道底角外扩散,巷道围岩稳定性提高;巷道围岩再造承载层位置越高、长度越大,围岩越稳定;无支护巷道两帮垂直应力集中区明显,支护后巷道两帮垂直应力集中区得到弱化,浅部围岩形成“Ω”承载拱形体,两帮与顶板位移变化量较小,底鼓量为无支护巷道的84.65%,应进一步做好底鼓控制,围岩整体收敛变形较小,支护效果明显。     

Stability and deformation of surrounding rock in pillarless gob-side entry retaining

We analyzed the stability of the retained gob-side entry in four different Chinese coal mining sites and evaluated the influencing factors of roadway deformation such as mining depth, support strength and area of gob-side hanging roof. It was found that the length of cantilever roof block above roadway has a major impact on the deformation, whereas the impact of mining depth is minor if the depth is less than 500 m. Minimum support resistance of 0.3 MPa is essential to effectively confine the deformation of a retained roadway. We performed physical experiments to further study the features of roof fracturing and their impact on roadway deformation under three typical immediate roof conditions, i.e., thick-immediate roof, thin-immediate roof and non-immediate roof. In addition, equations to calculate desired support resistance of filled gob-side wall were derived based on superimposed continuous laminate model. The results provide valuable theoretical and practical guidance for implementing pillarless gob-side entry retaining in engineering practices.     

煤巷顶板围岩结构承载能力弱化分析

为了揭示煤巷顶板围岩承载能力的弱化机理，结合已有的研究成果，建立巷道顶板三向承载梁结构承载弹塑流弱化分析模型，确定三向承载梁结构承载状态的分析方法，提出用围岩塑性区深度、宽度、长度作为评价巷道围岩承载的弱化分析指标，研究围岩性质、支护强度、采动应用等诱导因子对煤巷顶板结构承载能力弱化分析指标的影响规律。研究结果表明:随着围岩强度的提高、支护强度的增加、扰动应力的减小，弱化分析指标呈似线性减小的变化规律，且减幅由大到小排序为塑性区长度Sy，宽度Sx和深度Sz，同时提高围岩强度、支护强度，减小采动作用应力，煤巷顶板弱化分析指标的减小程度显著高于单因子的改善。     

基于Matlab优化工具箱的煤巷顶板锚杆支护结构可靠性分析

针对煤巷围岩力学参数中有许多为随机变量的特征,根据围岩稳定性极限状态方程,应用工程结构可靠性理论,分析煤巷顶板锚杆支护结构的可靠性,建立基于Matlab优化工具箱的可靠度计算模型。该法编程简单,计算速度快,精度高,程序通用性强,是一种计算煤巷锚杆支护结构可靠度的有效方法,并且分析该法计算结构可靠度的适用条件,建立了巷道顶板支护参数与可靠度的关系曲线,为煤巷锚杆支护参数设计和优化提供了科学依据。     

金川二矿区不良岩层采场巷道片帮冒顶事故树分析

金川矿区是典型的高地应力矿区。矿区构造极为发育 ,围岩稳定性极差 ,使采矿生产存在事故隐患。针对采场巷道顶板围岩或充填体的片冒事故 ,考虑人、机、环境 ,确定三种不同条件下片冒事故的影响因素 ,进行事故树分析 ,计算事故的最小割集、径集以及影响因素的重要度系数 ,为预防片冒事故提供了重要的理论依据     

冲击载荷作用下不同断面形状巷道稳定性数值仿真分析

为了研究动载荷作用下井巷的稳定性,基于波动冲击理论,利用FLAC~(3D)值模拟软件,对深井不同断面巷道在动载荷作用下的围岩位移场变化规律进行了数值仿真。结果表明:不同巷道断面形式对冲击荷载作用的响应程度存在显著差别,巷道顶板监测点的速度产生波动从大到小依次为矩形、直墙拱形和圆形断面巷道;巷道顶板均产生明显下沉,矩形断面巷道的下沉量最大,其次是直墙拱断面巷道,圆形断面巷道的下沉位移最小;对于巷道围岩垂直应力的分布范围,圆形断面巷道最小,矩形断面巷道最大,直墙拱断面巷道居中,并得到了现场监测结果验证。     

软岩大变形巷道支护技术及应用

针对三门峡铝土矿软岩巷道大变形难支护的问题,综合现场工程地质调查、软岩水理作用测试、现场测试等手段和方法,对该地区巷道破坏模式和失稳机理进行详细分析,提出了锚喷-砌碹相结合的互补支护技术。按照互补支护参数建立数值模型并进行稳定性分析,数值计算结果表明在此支护方式下巷道各部位围岩收敛变形控制良好,且支护后围岩安全系数较之前明显提高。将新支护方案进行工程试验,巷道变形监测数据表明,支护后的巷道变形得到了良好的控制,混凝土喷层未出现裂缝,围岩变形速度迅速减小;锚喷10天后围岩变形基本稳定,此时进行二次砌碹支护效果最好,可以保证巷道的长期稳定。