基于粗糙集-神经网络的矿山地质环境影响评价模型及应用

采用衡山白果地区石膏矿山的11个评价指标,综合运用粗糙集和神经网络理论,构建了基于粗糙集-神经网络(RS-ANN)的矿山地质环境影响评价模型,对RSES软件约简的数据和无约简的数据采用EasyNN-plus软件进行预测评价。神经网络模型的输入属性为8个,而粗糙集-神经网络模型的输入属性为6个,训练样本均为13个,预测样本均为4个,前者的平均预测精度为1.85%～24.86%,后者为1.23%～15.28%。研究发现,粗糙集在保留关键信息的前提下可有效地对数据表进行约简,约简后的神经网络预测结果与实际情况吻合,并比无约简时总体精度有较大幅度提高。     

基于层次分析和灰色综合评判的石膏矿山地质环境影响评价

为了更好地对矿山地质环境影响进行综合评价,针对衡山白果地区石膏矿山的特点建立了评价指标体系,采用层次分析法确定各指标权重;运用灰色系统理论,构建了石膏矿山地质环境影响灰色综合评价模型;并对3个典型矿山进行了计算,计算得出的结果与实际情况相符,所给出的综合评价值既能用于描述所评价矿山的地质环境影响程度,也可对同一区域不同矿山地质环境影响程度进行比较。该研究成果可以推广到其他非煤矿山,同时也为矿山地质环境影响评价及矿山安全管理工作提供了一条新途径。     

基于能量耗散原理的非均质岩石损伤破坏元胞自动机模型研究

基于能量耗散理论建立非均质岩石的动态损伤破坏元胞自动机,分析单轴压缩试验中岩石破坏截面的损伤状态,得到该情况下的岩石裂隙微观动态发展过程、损伤演化关系以及全程应力应变曲线。研究发现:①加载过程中,均质度较低的岩样裂纹的萌生和扩展较为分散,损伤速率低;均质度较高的岩样裂纹的萌生和扩展非常集中,表现为脆性破坏。②损伤演化曲线呈3阶段S形发展。③随着岩石均质度参数的增加,岩石的峰值强度和峰值应变都有所提高,峰后曲线越来越陡。④给出的衡量岩石脆性破坏强弱程度的指标参数,能够较好地描述岩石破坏形式随着均值度参数m变化的规律。     

小型露天采石场风险评价及安全管理对策研究

在分析了小型露天采石场安全生产现状的基础上,以采场作业时边坡滚石、滑塌为例,采用风险评价方法对其危险性进行了半定量评价,认为采石作业存在高度危险.在此基础上,提出了一系列安全管理对策,这对于搞好采石场的安全生产有一定借鉴意义.     

循环加载试验中岩石单轴抗压强度的影响及洄溯测算法北大核心CSCD

由于岩石疲劳分析中岩样间的个体差异较大,常导致上限应力比计算不准,S与lnN之间的定量关系难以确立,因此准确地估算出岩样强度对于疲劳分析至关重要。首先,基于岩石大样本单轴压缩试验数据及S—N方程,研究了误差传播规律,分析了岩样的个体差异对于疲劳寿命的影响。可知,误差从单轴抗压强度传播至上限应力比,再从上限应力比传播至疲劳寿命,其数值急剧膨胀,单轴抗压强度很小的标准差就会产生疲劳寿命的极度离散,所以疲劳分析中必须使用岩样的强度;其次,构造一个修正回归峰值本构模型,提出了以曲线拟合法估算岩样单轴抗压强度的思路。由静态加载试验数据的拟合结果可知,该本构模型的拟合效果好,估算得出的单轴抗压强度非常接近真实值。最后,基于循环加载试验静态加载段的数据,运用曲线拟合法,分析了4个岩样的等精度试验数据。可知,各试样的单轴抗压强度各不相同,单轴抗压强度越大,则上限应力比越小,疲劳寿命也越高,S与lnN之间具有明确的线性规律。因此,用修正回归峰值本构模型估算岩样真实强度,修正上限应力比的方法,克服了常规疲劳分析法的固有缺陷。     

基于梁柱稳定理论的深埋隧洞岩爆破坏及孕育机理研究

深埋隧洞中岩爆轴向位置的确定以及破坏机理的研究是岩爆灾害预测和防治的理论基础。根据深埋长大隧洞围岩的结构、受力以及变形特点,建立了梁柱力学模型。在弹性范围内,运用力法,求解了该一次超静定梁柱的挠曲线方程和转角方程,得出了临界力的解析表达式。以锦屏II级水电站的松动圈实测数据为依据,给出了梁柱模型截面尺寸的确定方法,计算了围岩各部位存在稳定性问题的临界长度值以及达到临界稳定状态的特征长度值。最后,给出了深埋隧洞坑状岩爆的演化模型,分析了掌子面推进过程中,开挖卸荷、动力扰动等对于裂纹的萌生和扩展、围岩结构的形态和稳定性以及岩爆破坏模式的影响。