详情

原文传递一种应变型隧道岩爆烈度等级预测方法

专利名称：	一种应变型隧道岩爆烈度等级预测方法
摘要：	本发明提供了一种应变型隧道岩爆烈度等级预测方法。涉及隧道岩爆预测技术领域。本发明通过分别获取影响隧道岩爆烈度的关键性指标、岩爆烈度等级分级标准、待评估对象的关键性指标以及不同关键性指标的权重，采用改进的Vikor法构建应变型岩爆多属性群决策预测模型，并利用该模型获取待评估对象和不同岩爆烈度等级的折衷指标值，再根据待评估对象的折衷指标值与各个岩爆烈度等级的折衷指标值的接近程度判断待评估对象的岩爆烈度等级。本发明在模型构建过程融入了待评估对象的关键性指标，将实际情况考虑在内，使得构建的模型更客观、更准确，预测结果也更加科学合理，精确性也更高。
专利类型：	发明专利
申请人：	中铁四局集团有限公司;安徽理工大学
发明人：	曾霖;孙锐;李定有;李赵九;寇学超;申志军;张占君;闫坤;胡茂;靳毅;廖忠玉
专利状态：	有效
申请日期：	2023-10-23T00:00:00+0800
发布日期：	2023-11-24T00:00:00+0800
申请号：	CN202311373286.3
公开号：	CN117110584A
代理机构：	北京隆源天恒知识产权代理有限公司
代理人：	丁晴晴
分类号：	G01N33/24;G01V9/00;G06F30/20;G06F119/14;G;G01;G06;G01N;G01V;G06F;G01N33;G01V9;G06F30;G06F119;G01N33/24;G01V9/00;G06F30/20;G06F119/14
申请人地址：	230022 安徽省合肥市包河区望江东路96号;
主权项：	1.一种应变型隧道岩爆烈度等级预测方法，其特征在于，包括：确定影响隧道岩爆烈度的关键性指标，并确定岩爆烈度等级分级标准；获取待评估对象的所述关键性指标的数值；确定不同所述关键性指标对所述岩爆烈度等级的权重；根据不同所述关键性指标对所述岩爆烈度等级的权重，利用改进的Vikor法构建应变型岩爆多属性群决策预测模型；其中，所述改进的Vikor法的分析矩阵的构建方法包括：根据所述岩爆烈度等级分级标准构建以岩爆烈度等级分级系数为元素的初始矩阵，根据所述待评估对象的所述关键性指标的数值与所述初始矩阵形成所述分析矩阵；根据所述应变型岩爆多属性群决策预测模型获得各个岩爆烈度等级及所述待评估对象的折衷指标值，并根据所述待评估对象的折衷指标值与各个岩爆烈度等级的折衷指标值的接近程度，得到所述待评估对象的岩爆烈度等级。 2.根据权利要求1所述的应变型隧道岩爆烈度等级预测方法，其特征在于，所述关键性指标包括应力比和剩余弹性应变能指数，所述应力比为隧道环向围岩的最大切向应力与岩石单轴抗压强度的比值；所述确定岩爆烈度等级分级标准包括：获取所述应力比的岩爆烈度等级分级系数和所述剩余弹性应变能指数的岩爆烈度等级分级系数，并根据所述应力比的岩爆烈度等级分级系数划分多个第一范围，根据所述剩余弹性应变能指数的岩爆烈度等级分级系数划分多个第二范围；根据多个所述第一范围和多个所述第二范围确定出各个岩爆烈度等级。 3.根据权利要求2所述的应变型隧道岩爆烈度等级预测方法，其特征在于，所述获取待评估对象的所述关键性指标的数值包括：基于岩体非线性强度破坏准则，构建考虑不同开挖卸荷方式的高地应力隧道开挖卸荷有限元数值分析模型；利用所述高地应力隧道开挖卸荷有限元数值分析模型获取指定开挖工法下所述隧道环向围岩的最大切向应力；获取岩石单轴抗压强度，并计算所述最大切向应力与所述岩石单轴抗压强度的比值，得到所述待评估对象的应力比的数值。 4.根据权利要求3所述的应变型隧道岩爆烈度等级预测方法，其特征在于，所述岩体非线性强度破坏准则为考虑开挖扰动效应的非线性广义Hoek-brown屈服准则，所述非线性广义Hoek-brown屈服准则的表达式如式（1）所示：（1）；其中，为最大主应力，/>为最小主应力，/>为岩石单轴抗压强度，s、mb、/>均为岩体参数，其中，s根据式（2）确定，mb根据式（3）确定，/>根据式（4）确定；（2）；（3）；（4）；其中，mi为完整岩体的摩擦强度，d为扰动参数，GSI由岩石完整性系数Kv进行近似估计，所述岩石完整性系数Kv如式（5）所示：（5）。 5.根据权利要求1所述的应变型隧道岩爆烈度等级预测方法，其特征在于，所述确定不同所述关键性指标对所述岩爆烈度等级的权重包括：采用G1赋权法确定不同所述关键性指标对所述岩爆烈度等级的权重。 6.根据权利要求1所述的应变型隧道岩爆烈度等级预测方法，其特征在于，所述根据不同所述关键性指标对所述岩爆烈度等级的权重，利用改进的Vikor法构建应变型岩爆多属性群决策预测模型包括：构建所述改进的Vikor法的分析矩阵；对所述分析矩阵进行标准化处理，得到标准化矩阵；根据不同所述关键性指标对所述岩爆烈度等级的权重和所述标准化矩阵，构建所述应变型岩爆多属性群决策预测模型。 7.根据权利要求6所述的应变型隧道岩爆烈度等级预测方法，其特征在于，所述对所述分析矩阵进行标准化处理，得到标准化矩阵包括：采用转化公式对所述分析矩阵进行转化，得到标准化矩阵；其中，所述转化公式如式（6）所示：（6）；所述标准化矩阵如式（7）所示：（7）；其中，为所述分析矩阵中第i个岩爆烈度等级下第j个关键性指标的岩爆烈度等级分级系数，n为所述关键性指标的数量。 8.根据权利要求7所述的应变型隧道岩爆烈度等级预测方法，其特征在于，所述应变型岩爆多属性群决策预测模型包括群体效用函数和个体遗憾函数，所述群体效用函数如公式（8）所示，所述个体遗憾函数如公式（9）所示；所述公式（8）为：（8）；所述公式（9）为：（9）；其中，Si表示群体效用值，Ri表示个体遗憾值，代表响应所述关键性指标下的最大值，代表响应所述关键性指标下的最小值，wj为所述关键性指标的权重。 9.根据权利要求8所述的应变型隧道岩爆烈度等级预测方法，其特征在于，所述根据所述应变型岩爆多属性群决策预测模型获得各个岩爆烈度等级及所述待评估对象的折衷指标值包括：采用所述群体效用函数计算所述群体效用值，采用所述个体遗憾函数计算所述个体遗憾值；根据所述群体效用值和所述个体遗憾值，采用公式（10）获取各个岩爆烈度等级及所述待评估对象的折衷指标值，所述公式（10）为：（10）；其中，代表响应所述关键性指标下的群体效用值的最小值，/>代表响应所述关键性指标下的群体效用值的最大值，/>代表响应所述关键性指标下的个体遗憾值的最小值，/>代表响应所述关键性指标下的个体遗憾值的最大值，v表示决策机制系数，v=0.5。 10.根据权利要求1所述的应变型隧道岩爆烈度等级预测方法，其特征在于，所述根据所述待评估对象的折衷指标值与各个岩爆烈度等级的折衷指标值的接近程度，得到所述待评估对象的岩爆烈度等级包括：获取所述待评估对象的折衷指标值与各个所述岩爆烈度等级的折衷指标值之间的差值；选择所述差值中的最小值，并将所述差值中的最小值所对应的岩爆烈度等级作为所述待评估对象的岩爆烈度等级。
所属类别：	发明专利