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时间:2020-03-23
《基于粒子群算法的岩体结构面产状模糊C均值聚类分析.pdf》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、JournalofEngineeringGeology工程地质学报1004—9665/20l2/20(4)·0591—08基于粒子群算法的岩体结构面产状模糊C均值聚类分析术宋金龙黄润秋裴向军(成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室成都610059)摘要结构面产状分析是进行岩体力学分析及稳定性评价的基础,玫瑰花图、等密度图等传统的图形分析方法较为粗糙,无法对产状数据进行准确分析,采用模糊聚类方法则可以得到较为准确的优势产状,但需要事先指定分组数及初始聚心,且模糊聚类算法为局部寻优算法,初始划分对最终的数据分析结果影响较大。为了得到较为客观
2、的分组结果及优势产状,同时能够针对大量结构面产状数据进行聚类分析,提出了基于粒子群算法的岩体结构面产状模糊C均值聚类算法。采用粒子群算法进行模糊C均值聚类算法初始聚心的求解,在计算过程中可同时确定最佳分组数,避免了人为指定的主观性,克服了模糊C均值聚类算法易陷入局部极小值和对初始划分敏感的不足。最后,通过工程实例中不同方法的聚类效果对比分析该算法的有效性,并将该方法应用于实测结构面产状数据的分析,得到较为符合实际的优势结构面分组。关键词岩体结构面模糊C均值聚类粒子群算法中图分类号:TU45文献标识码:APARTICLESWARMoPTIMIZATIo
3、NALGoRITHMBASEDFUZZYC.MEANSCLUSTERANALYSISFORDISCONTINUITIESoCCURRENCEINRoCKMASSSONGJinlongHUANGRunqiuPEIXiangjun(StateKeyLaboratoryofGeologicalHazardPreventionandGeologicalEnvironmentProtection,ChengduUniversityofTechnology,Chengdu610059)AbstractTheanalysisofoccurrenceofdiscon
4、tinuitiesisabasicworkforfurtherstudyonmechanica1analysisandstabilityofrockmass.TraditionalanalysisoftheplotmethodiSinsufficientandinadequate.Andtheyareunabletoanalyzeoccurrencedataofdiscontinuitiesaccurately.Althoughthefuzzyclustermethodcanachieveaccuratedominantoccurrences,the
5、initialclustercentroidsmustbegiveninadvance.Andthemethodusesalocaloptimizedalgorithm.Differentchoicesofinitialguessesofclustercentroidscanleadtodifferentpartitionsofthesamedata.Inordertoobtainobjectiveresultsofclassificationandthedominantoccurence,afuzzyC-meansclusteranalysisme
6、thodbasedontheParticleSwarmOptimization(PSO)algorithmisproposed.ThishybridmethodusesthePSOalgorithmtosolvetheproblem.Soitcanavoidthesubjectivityoftheinitialclustercentroidsspecifiedmanually,overcomethedefectsofthefuzzyC—meansalgorithmsuchasthelocaloptimaandsensitivityto收稿日期:201
7、1—10—25;收到修改稿日期:2012—02—26.基金项目:国家自然科学基金(40972195),地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室自由探索基金(SKLGP2009ZOO9)第一作者简介:宋金龙,主要从事岩体稳定及环境地质工程方面的研究.Email:boris_song@163.tomJournalofEngineeringGeology工程地质学报2012initialization,andanalysetheoccurrencedataefficiently,eveniftherearealargenumberofdiscontinui
8、ties.Meanwhile,theoptimalclusternumbercanbedetermineda
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