FA-KNN模型在围岩稳定性评价中的应用
2021-05-27耿元玲黄德镛杜志锦
耿元玲,黄德镛,杜志锦,杨 洋,郭 琦
(昆明理工大学 国土资源工程学院,昆明 650093)
对于地下岩石工程,围岩的稳定非常重要,甚至是地下岩石工程好坏的决定性因素。围岩稳定性评价是地下工程设计、施工以及维护中的重要环节,评价结果直接影响着工程的安全性和经济合理性,所以围岩稳定性评价是一项值得研究的课题。针对围岩稳定性的研究有很多分类方法,XIE等[1]提出了一种基于QGA(支持遗传算法)-SVM的岩石分类方法,建立了基于QGA-SVM的岩石分类模型,该模型提高了支持向量机在岩石分类中的分类精度。ZHANG等[2]使用数值模拟方法,对七个不同倾斜度的节理走向围岩进行分析。李如杰等[3]提出了EW-UCA模型,对四条煤巷围岩稳定性进行了分析研究。赵婷等[4]选取影响围岩稳定性的因素,将其输入到支持向量机模型中,对围岩进行分类。李杰等[5]使用强度折减法对围岩稳定性进行理论研究,可以得到不同围岩条件下的安全状况。围岩稳定性评价方法还有PCA-PNN模型[6]、模糊综合评价[7]、加速度方法[8]和SαS-PNN模型[9]等。影响围岩稳定性的指标很多,在一定程度上各指标之间有信息重叠的问题,因此先利用因子分析(Factor Analysis,FA)[10-11]去除指标之间的相关性,得到能够代表原始变量的公共因子;再使用邻近算法(K-Nearest Neighbor,KNN)[12-13]对围岩公共因子进行评价。相对于传统评价方法,因子分析-邻近算法模型思路结构简单,易于实现,对有代表性的样本处理,在分类的问题上可以得到比较理想的结果。
1 因子分析-邻近算法模型
1.1 因子分析
因子分析是多元统计分析中常用的一种降维、简化数据的技术,是从数据中提取对原始变量起解释作用的少数公共因子和仅对某一个变量有作用的特殊因子线性组合而成。……