工程岩体的定量分级模型研究

《工程岩体的定量分级模型研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、江苏科技大学硕士学位论文工程岩体的定量分级模型研究姓名：李萍申请学位级别：硕士专业：结构工程指导教师：臧秀平@大摘要工程岩体的定量分级模型研究大摘要1．研究目的在经济高速发展的今天，人们对不同类型和用途的岩体工程的需求日益增多。质量好的岩体可以保证工程施工和使用的安全，质量差的岩体常会在施工和使用过程中出现的地质灾害，给施工和使用带来安全隐患。影响工程岩体质量的因素有很多，且具有模糊性、层次性和影响程度的差异性，因此理想的岩体质量分级方法应该反映这些特点。2．研究现状目前，国内外有多种岩体分级方法，如RQD分类、Q系统、RMR法等。我国对岩体分级方法的研究始于20世纪70年代。在学习和消化国

2、外研究成果的基础上，国内学者提出了一些分级方法，制定了许多国家规范和行业标准。纵观岩体分级的百年历史，岩体分级方法已由单一指标向多个指标复合发展。21世纪后，国内外专家又纷纷提出模糊分类、神经网络分类等多种智能化方法。模糊综合评判法能较全面地考虑影响岩体质量分类的各种因素，避免人为因素，简便地建立岩体分级体系。因此该方法从众多分级方法中脱颖而出，成为实际工程中应用最为广泛的方法之一。但该法仍有值得研究的问题，如使用取大取小模型容易丢失信息，导致最后结果与真实情况不符。当评判等级并非等距或最大隶属度值与其他隶属度值之间的差距较小时，使用最大隶属原则容易导致评判结论不理想等。鉴于以上情况，本文基

3、于幂平均算子和加权平均原则，提出了岩体质量分级的二级模糊综合评判法。3．创新点本文的创新点在于采用幂平均算子建立了工程岩体质量分级的二级模糊综合评判幂平均模型，并对该模型在实际工程岩体质量分级中的推广应用的可行性进行了验证。该模型也是对前人评判方法的改进和完善，希望对进一步丰富岩体等级评判方法做一点贡献。4．研究内容本文从工程岩体、岩体质量分级两个定义入手，分析了影响工程岩体质量分级的各种因素，基于幂平均算子和加权平均原则建立了二级模糊综合评判模型，使用船山石灰石矿露天采场西帮边坡的工程实例对建立的模型进行综合评判，并用分项逐一替换法的方法对影响岩体质量的因素做了敏感性分析。二级模糊综合评判

4、的具体步骤为：（1）建立模糊对象因素集。确定工程岩体质量分级的评判指标，并把因素集分为两个层次。以饱和单轴抗压强度、内摩擦角、粘聚力、岩石的泊松比作为岩石物理力学性质指标；岩石质量指标、岩石风化程度、节理间距、节理组数系数、裂隙面情况大摘要作为岩体的完整性指标；结构面产状作为体现岩体的力学性质的指标；地下水的渗流量、地应力影响系数作为岩体赋存环境影响指标。（2）建立模糊对象评判集。根据国家规定，确定评判标准为I，II，III，IV，V五个评判等级。（3）构造因素集中各因素到评判集的隶属函数。因素集中的评判指标可分为定量指标与定性指标，前者的隶属函数为正态函数，后者的隶属度则根据相应的隶属度表

5、和转换表，查表换算确定。（4）建立多因素模糊评判的模糊关系矩阵。根据各评判指标归一化后的隶属度，得到模糊关系矩阵。（5）确定权重。采用层次分析法确定各评判指标的权向量。（6）建立二级模糊综合评判模型。选用幂平均算子将权向量与模糊关系矩阵合成，得到二级模糊综合评判模型。（7）用所建立的模型对岩体质量进行模糊评判，并对评判结果进行归一化处理。（8）根据加权平均原则进行岩体质量等级评判，得出岩体质量等级。5．研究结论（1）运用船山石灰石矿露天采场西帮边坡的工程实例对建立的模型进行了综合评判，结论为三组灰岩的质量均为III级，与可拓学评价法、SMR分类法得出结果基本一致，验证了该模型在实际工程中推广

6、应用的可行性。（2）以鼓励突出的分级思想为出发点，质量排序为黄龙组灰岩、栖霞组灰岩、船山组灰岩；以鼓励均衡的分级思想为出发点，质量排序为黄龙组灰岩、船山组灰岩、栖霞组灰岩。（3）通过单因素敏感性分析，工程岩体质量分级的敏感因素为岩石的内摩擦角、岩石质量指标、完整性系数和结构面产状。在工程岩体质量分级中，应充分重视这四种指标的测量与取值。6．研究意义幂平均算子能够很好地体现不同的分级指导思想，使评判结果更人性化。因此基于幂平均算子的岩体质量分级二级模糊综合评判模型可以被应用于实际工程岩体的质量分级。该方法思路清晰、科学，很好地体现鼓励均衡、鼓励突出等不同的分级指导思想，技术较为先进。所以本文的

7、研究对丰富工程岩体质量分级的方法有较强的现实意义。关键字：工程岩体质量分级；模糊综合评判法；层次分析法；幂平均算子；加权平均原则；敏感性分析摘要摘要中国是一个幅员辽阔、资源丰富、历史悠久的国家。在经济高速发展的今天，人们对不同类型和用途的岩体工程的需求日益增多。质量好的岩体可以保证工程施工和使用的安全，质量差的岩体常会在施工和使用过程中出现地质灾害，给施工和使用带来安全隐患。影响工程岩体质量的因素有很多。这些