岩爆预测的最大熵最优相对隶属度方法
2011-03-06张永兴靳晓光
土木与环境工程学报 2011年1期
曾 杰,张永兴,靳晓光
(重庆大学 a.土木工程学院;b.山地城镇建设与新技术教育部重点实验室,重庆 400030)
岩爆(Rockburst)是坚硬岩石在高地应力条件下产生的突发性的破裂,已成为地下工程普遍关注的一种地质灾害。学者们对岩爆预测预报进行了大量的研究,如从强度、刚度、断裂、损伤、突变、分形、能量等方面对岩爆现象进行分析,提出了多种假设和判据[1-5]。岩爆的单因素预测方法具有一定的局限性和片面性,近年来发展起来的多因素综合预测方法,例如:模糊数学综合评判法[6]、FDA模型[7]、可拓综合评价法[8]、支持向量基方法[9]以及人工神经网络[10]、数值分析法[11-12]等,在岩爆预测过程中起到了一定的效果。
论文以岩石力学试验和数值计算为基础,提出了基于最大熵的深埋隧道岩爆相对隶属度优化预测模型的方法,并将其应用到工程实践中,为岩爆预测研究提供了一条新思路。
1 深埋隧道岩爆判据
国内外学者提出的岩爆判据和岩爆分级,主要有以下几个方面:1)应力判据[13-14]:挪威的Russenes在1974年绘制出岩爆烈度与洞壁σt和 I s的关系;前苏联的 Turchaninov提出了岩爆活动由洞室切向应力σθ和轴向应力σL的和与单轴抗压强度σc之比确定岩爆等级;H oek等总结了南非采矿巷道围岩破坏的观测结果,也提出对岩爆分级的判别式。2)能量判据[15]:波兰学者 Kidybinski提出,试件加载再卸所释放的弹性应变能φSP与耗损的弹性应变能φST之比值,定义为弹性能量指数W et,用于判断和预测岩爆。3)岩芯判据[16]:陆家佑教授认为影响岩爆的最主要因素是单轴抗压强度和单轴抗拉强度。……
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