發(fā)布時(shí)間：2018-01-08 21:22

  本文關(guān)鍵詞：隧道地質(zhì)綜合超前預(yù)報(bào)輔助決策系統(tǒng)若干關(guān)鍵技術(shù)研究　出處：《廣西大學(xué)》2017年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)作為隧道信息化施工重要組成部分,近年來(lái)在保障隧道安全施工方面的作用逐步得到認(rèn)可。但隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)是一個(gè)復(fù)雜開放的巨系統(tǒng),其涉及大量隧道地質(zhì)知識(shí)、物探方法解譯技術(shù)以及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際操作方法,要想實(shí)現(xiàn)目前業(yè)界普遍期望的效果,仍面臨著許多挑戰(zhàn)。本文采用理論分析、模型試驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)、數(shù)值計(jì)算以及計(jì)算機(jī)編程等手段研究了隧道瞬變電磁法常見金屬干擾規(guī)律及消除方法、探地雷達(dá)屬性特征提取及典型巖溶不良地質(zhì)目標(biāo)識(shí)別技術(shù)、隧道宏觀地質(zhì)預(yù)報(bào)專家系統(tǒng)開發(fā)、基于證據(jù)理論的隧道地質(zhì)預(yù)報(bào)多源信息融合方法四個(gè)方面關(guān)鍵技術(shù),并最終在此基礎(chǔ)上開發(fā)了隧道地質(zhì)綜合超前預(yù)報(bào)輔助決策系統(tǒng)軟件。研究成果有助于完善隧道地質(zhì)綜合超前預(yù)報(bào)理論體系,為實(shí)現(xiàn)預(yù)報(bào)過(guò)程“信息化和智能化”提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。本文的主要研究成果有:(1)采用室內(nèi)物理模擬試驗(yàn)與現(xiàn)場(chǎng)探測(cè)試驗(yàn)相結(jié)合的方法,研究了隧道空間內(nèi)開挖臺(tái)車與鋼拱架等金屬體對(duì)瞬變電磁法探測(cè)結(jié)果干擾規(guī)律。引入電阻極限參數(shù),提出了基于電阻極限的金屬干擾消除及低阻地質(zhì)異常快速近似反演方法。物理模型與現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用實(shí)例反演結(jié)果表明,該方法能有效的剔除金屬干擾,提高瞬變電磁法解譯精度。(2)將屬性分析技術(shù)引入到探地雷達(dá)隧道地質(zhì)預(yù)報(bào)信號(hào)解譯中,以物理模型試驗(yàn)及大量現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際探測(cè)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)研究探地雷達(dá)時(shí)域、頻域及時(shí)頻域三類屬性體與典型巖溶不良地質(zhì)體之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系,并提出基于廣義S變換及子波譜模擬的雷達(dá)波吸收衰減參數(shù)計(jì)算方法。建立了基于高斯機(jī)器學(xué)習(xí)方法的典型巖溶不良地質(zhì)目標(biāo)識(shí)別模型,該模型除了能對(duì)巖溶不良地質(zhì)類別進(jìn)行識(shí)別外,還能獲得分類結(jié)果的具體概率,實(shí)現(xiàn)了探地雷達(dá)預(yù)報(bào)結(jié)果不確定性的定量化描述。(3)從隧道典型不良地質(zhì)形成條件出發(fā),運(yùn)用工程地質(zhì)力學(xué)理論、系統(tǒng)工程、統(tǒng)計(jì)分析及專家咨詢等方法綜合分析隧道宏觀地質(zhì)預(yù)報(bào)過(guò)程中涉及的各種地質(zhì)因素,建立了斷層破碎帶、富水情況及巖溶發(fā)育情況三種基本地質(zhì)條件宏觀預(yù)測(cè)指標(biāo)體系。設(shè)計(jì)專家系統(tǒng)知識(shí)庫(kù)和推理機(jī),開發(fā)了基于專家系統(tǒng)工具CLIPS的宏觀地質(zhì)預(yù)報(bào)專家系統(tǒng),將所開發(fā)的專家系統(tǒng)成功應(yīng)用于實(shí)際工程,驗(yàn)證了系統(tǒng)可靠性。(4)根據(jù)目前隧道地質(zhì)綜合預(yù)報(bào)方法特點(diǎn),引入D-S證據(jù)理論,建立了基于證據(jù)理論的隧道地質(zhì)預(yù)報(bào)多源信息融合模型。該模型按“宏觀預(yù)報(bào)→洞內(nèi)地質(zhì)分析→綜合物探(長(zhǎng)距離、短距離)”逐層逼近,將每一步獲得的證據(jù)逐層疊加,使得不良地質(zhì)信息越來(lái)越清晰,證據(jù)越來(lái)越充分,最后縮小到具體位置上,從而實(shí)現(xiàn)隧道洞身不良地質(zhì)預(yù)測(cè)。以嶺腳隧道左線綜合地質(zhì)預(yù)報(bào)實(shí)例說(shuō)明該模型應(yīng)用效果。(5)在前面研究基礎(chǔ)上開發(fā)了隧道地質(zhì)綜合超前預(yù)報(bào)輔助決策系統(tǒng)軟件,軟件包括宏觀地質(zhì)預(yù)報(bào)、TEM金屬干擾消除及低阻地質(zhì)異�？焖俜囱�、GPR屬性分析及典型巖溶不良地質(zhì)體自動(dòng)識(shí)別、基于證據(jù)理論的隧道地質(zhì)綜合預(yù)報(bào)以及數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)五大模塊。該軟件屬于預(yù)測(cè)與查詢型軟件系統(tǒng),具有良好的人機(jī)交互界面,能幫助超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作者從事隧道地質(zhì)預(yù)報(bào)工作。
[Abstract]:In this paper , based on the theory analysis , model test , field test , numerical calculation and computer programming , this paper studies the common metal interference rule of tunnel geology comprehensive advance forecast theory system , and puts forward three basic geological condition macroscopic prediction indexes system based on generalized S transformation and sub - wave spectrum simulation . This paper presents an example of comprehensive geological forecast for tunnel geology by layer - by - layer approximation , so that the bad geological information is more and more clear , the evidence is getting more and more clear , the evidence is getting more and more complete , and finally , it is reduced to the concrete position , so as to realize the poor geological prediction of tunnel body .

【學(xué)位授予單位】：廣西大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：U452.11
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本文編號(hào)：1398730