蔡 斌，刘 畅，朱可俊

(中国水电顾问集团成都勘测设计研究院，四川 成都 610072)

1 前 言

在地下洞室工程中，洞室岩体质量受各种因素影响，岩体的质量评价也存在许多不确定性，地下洞室围岩分级是评定围岩的性质、判断洞室围岩稳定性、选择洞室支护参数的前提。目前围岩质量的判别主要采用经验类比法，此分类方法的界限值往往是模糊的、灰色的，定性因素较为突出。在采用实测指标值与规定的分类界限相比较来确定围岩级别时，很容易造成判别其归属的困难。灰色系统理论即是针对此类“不确定性”问题提出的。为此，本文以西南某水电站进厂交通洞为实例，利用灰色聚类原理对洞室围岩的量化分级进行了探讨，从而客观地反映洞室实际工程地质情况，为洞室系统支护参数提供依据。

2 灰色聚类法的基本原理

灰色聚类法是灰色系统理论用于对系统进行分类的方法，是将聚类对象的不同聚类指标所拥有的白化数，按几个灰类进行归纳整理，从而判断聚类对象属于哪一类的灰色统计法。其基本原理和分析步骤如下：

2.1 给出聚类白化数dij

在进行围岩质量分级评价过程中，首先设各参评单元(某段洞室)为聚类对象，以i表示，i=1、2、…；质量评价中的各参评要素为聚类指标，以j表示，j=1+、2+、3+、…；聚类灰数(灰类)以k=Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ…表示，代表不同级别的质量等级。聚类白化数(dij)为：

dij，j∈{1+,2+,3+,…}；i∈{1,2,3,…}，则白化数矩阵D：

dij是i类聚类对象对于第j个聚类指标所拥有的白化数。在围岩质量分级评价中，dij则表示第i个参评单元的第j个参评要素的统计值。……