岩石力学研究新进展

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1、岩石力学研究新进展人工智能在岩石力学与岩石工程中的应用冯刘东道桥10-03班摘要：当前信息技术日新刀异，正冇力地推动着社会发展和人类进步。人类进入21世纪以来，信息节命的浪潮席卷全球，经济一体化的进程加速，数字地球（DigitalEarth）系统正以空前的规模和速度推动着人类向知识经济社会迈进。作为地球科学的一个重要组成部分，人工智能用于岩石力学范畴近來已被提出。关键词：人工智能专家系统处理方法新趋势一、问题的提出岩石工程是指在岩石基础上兴建的各种地血和地下工程.岩石是具有节理、裂隙、层面、断层等的非均质各向界性和非连续复合结构体。同时岩石本身存在地应力，它又是一种流变体，地下水的存在也影

2、响其力学性质，企图把上述诸因素表现在统一的数学模型屮分析求解岩石工程问题，实际上是不可能的，目前对岩石工程进行力学分析时，多采用简化的计算模型和概略的岩石参数进行计算。在实际工程中，常霊要把计算的和试验的结果，结合经验加以判断，才比较接近实际，有了必要的数据，经验丰富的专家可以据此作出正确的判断，反之，单凭实验和计算，而缺乏经验，则有可能得出错课的结论。如果我们利川计算机模拟专家根据一定数据进行分析判断的过程，就可以使专家的作用不受时间和空间的限制，利用计算机可以解决那些需要专家解决的复朵问题。如來把多数专家的经验，人量的工程总结和试验计算结果综合在一个系统中，它的解题能力将会更切实际，收

3、到更好的效果。这些就是把人工智能方法如何应用在岩石力学和岩石工程的间题。二、人工智能——专家系统1、什么人工智能——专家系统人工智能是近年发展起来的计算机科学屮的一个分支，它主要是研究用计算机模拟人类某些智能行为的科学，其中的专家系统是模拟有经验的专家，在其专业范围内解决问题的思维过程，使得计算机给出解决问题的答案和非常'成熟的专家给岀的答案一样，其至更好，具体地说，专家系统要计算机不是按既定数学模型和解法进行数字运算，而是把提出的间题利用数据库中已存储的知识进行一系列逻辑推理得出结论，所谓知识是指人量反映客观环境的事实和从该领域中提炼出来反映客观实际的规律，再根据经验的主观判断等组成的推

4、理规则.这些知识可以來自专家的经验，工程实践的总结、以及各种试验和计算得出的规律，我国在大量的岩石力学和岩石先共砰实工程的工程实践和试验研究中，已经积蔚许多宝贵的资料，如果将其分门别类地组成有关的知识库，用专家系统方法解决岩石工程间题，就可以提供一个新的解决岩石工程的方法和工具•由此可见，人工智能方法是建立在现有研究工作和工程实践的基础上的。人工智能解决问题的基础是“知识”实践成果和研究成就越多，“知识”内容则愈丰富充实，人工智能方法解决问题的能力也就越强。2、人工智能——专家系统的组成人工智能——专家系统现己广泛地应用于医学、地质、化学、石油、核能事故、数学、结构分析等各个方面，蝕常用的

5、形式是产生系统。产生系统包括三个组成部分；（1）综合数据库（2）知识库或规则集（3）控制策略综合数据库是储存通用知识的，它说明本系统所涉及的实体(对象)或概念及其隶属关系，在表示方式上可采用语义网络，一个语义网络就是一个断言。例如一个断言断定:存在有特殊性质(如由黑云母组成)和特殊关系(如蚀变关系)组成的实体。知识库或规则集又称为推理网络，断言可分为假设(前题)和证据(结论)规则集是把前题与结论Z间或结论与结论Z间，通过以下三种关系使Z相互联系；(a)逻辑关系(b)推理规则(c)上下文关系根据结论与结论之间和结论与前题之间的上述关系，把整个知识库组成一个推理网络。—•个推理规则的前题可能是

6、另一规则的结论。推理网络最高点町能是出发点(正向推理，也可能是结论(反向推理)。控制策略；产生式系统的工作过程就是不断地运用规则的推理过程，如把输人信息经过匹配器，使其少规则集中的规则匹配，在匹配过程中，控制策略耍进行：a找出哪些前题部分符合输人数据前题的规则，如仅一条规则符合进行匹配，得出一个新的断言存放于数据库中，等待下次匹配或给出结论。b超过一个规则符合输人的而题，则需按照矛盾消解方法顺序选择规则进行匹配。控制策略按照上述途径，一直匹配得到结果为止。以上即人工智能一专家系统工作的基本过程。它是在一定“知识”指导下的内部推理过程，知识库是模块化的。可以根据技术发展不断地增加和更新知识库

7、的内容，以求得更为合理的答案。3、不确切性的处理在岩石力学与岩石工程中，冇些因索是不精确或含糊的，例如岩体结构的定性描述等。有的问题需耍加以人工判断，专家系统在处理上述问题吋可釆用以下方法解决；(1)非精确推理采用可信度方法，可信度是反映人们对某一前题的主观相信程度，司客观概率不同。(2)模糊数，学方法把模糊数学用于岩石力学范畴，己见诸国内外有关文献(A)岩石单轴抗压强度很高与Z关系不大(B)RQD高则属于比较重要的因素