基于遺傳算法和支持向量機的西南巖溶越嶺隧道涌水量預測
發(fā)布時間:2022-02-19 03:34
隨著國家經(jīng)濟的高速發(fā)展,對鐵路公路交通系統(tǒng)的便利發(fā)達提出了更高的要求,這也使得更多的越嶺隧道在不斷開發(fā)建成。很多越嶺隧道在穿越巖溶發(fā)育地帶時會有來自巖溶侵蝕的多重危害,如:高壓涌突水、突泥突砂等。在西南地區(qū),當越嶺隧道穿越巖溶區(qū)時,發(fā)生的涌突水災(zāi)害居多。在隧道涌突水量的預測方面已經(jīng)有大量學者進行研究并取得了不可小覷的成果,當前應(yīng)用在隧道工程的預測涌突水量問題上方法以水均衡原理和地下水動力學等理論計算方法和數(shù)值模擬為主。由于大多數(shù)越嶺隧道穿越的地質(zhì)結(jié)構(gòu)過于復雜,且穿越了巖溶地帶和區(qū)域分水嶺,這給傳統(tǒng)理論計算方法和數(shù)值模擬都帶來了很大的難度。而且在實際工程應(yīng)用中,由于隧道所穿越的巖溶地質(zhì)結(jié)構(gòu)復雜以及水文地質(zhì)參數(shù)的不準確性等問題,經(jīng)常會人為簡化或去除一些實際水文地質(zhì)條件,且常以經(jīng)驗值代替。受限于個人學識導致些許重要信息被遺忘,從而使得隧道涌水量的預測準確率極低,不能為實際越嶺隧道的開挖提供可信的涌突水預測值。從影響隧道涌水量繁雜因素的角度,收集西南地區(qū)已建成的巖溶越嶺隧道涌突水災(zāi)害發(fā)生的實際案例,使用機器學習的方法,建立涌突水的支持向量機模型,為傳統(tǒng)涌突水預測方法增加一絲光彩。從巖溶越嶺隧道...
【文章來源】:成都理工大學四川省
【文章頁數(shù)】:89 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第1章 前言
1.1 選題依據(jù)及研究意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 隧道涌水量預測研究現(xiàn)狀
1.2.2 支持向量機的應(yīng)用研究現(xiàn)狀
1.3 研究內(nèi)容與技術(shù)路線
1.3.1 研究內(nèi)容
1.3.2 技術(shù)路線
第2章 西南地區(qū)越嶺隧道巖溶發(fā)育背景
2.1 已建巖溶越嶺隧道水文地質(zhì)條件與涌突水量情況
2.2 西南地區(qū)巖溶發(fā)育特征
2.2.1 地表巖溶發(fā)育特征
2.2.2 地下巖溶發(fā)育特征
2.2.3 巖溶水特征
第3章 巖溶越嶺隧道涌突水影響因素分析
3.1 概述
3.2 巖溶越嶺隧道涌突水災(zāi)害影響因素分析
3.2.1 巖石可溶性
3.2.2 地質(zhì)構(gòu)造類型
3.2.3 圍巖分級
3.2.4 巖層厚度
3.2.5 巖層傾角
3.2.6 隧道所處水動力分帶
3.2.7 地形坡度與降雨入滲系數(shù)
3.3 涌突水災(zāi)害影響因素的等級控制
第4章 GA-SVM模型構(gòu)建及驗證分析
4.1 數(shù)據(jù)的獲取及處理
4.1.1 數(shù)據(jù)處理的相關(guān)理論
4.1.2 數(shù)據(jù)的選取及預處理
4.1.3 空缺值補齊處理
4.1.4 數(shù)據(jù)樣本不均衡處理
4.2 模型選擇的相關(guān)理論
4.2.1 隨機森林
4.2.2 樸素貝葉斯
4.2.3 支持向量機
4.3 結(jié)果精度對比評價方法
4.4 不同算法模型涌水量預測結(jié)果對比
4.5 核函數(shù)的選取
4.5.1 理論基礎(chǔ)
4.5.2 對比分析結(jié)果
4.6 參數(shù)尋優(yōu)
4.6.1 遺傳算法理論概述
4.6.2 參數(shù)尋優(yōu)結(jié)果分析
4.7 小結(jié)
第5章 擬建渝昆高鐵斜坡區(qū)涌水量預測
5.1 工程基礎(chǔ)地質(zhì)概況
5.1.1 地層巖性
5.1.2 地質(zhì)構(gòu)造
5.2 擬建渝昆高鐵涌突水預測
5.2.1 隧道涌突水災(zāi)害影響因素統(tǒng)計
5.2.2 隧道涌突水災(zāi)害影響因素等級控制
5.2.3 渝昆高鐵涌突水預測
5.3 小結(jié)
結(jié)論
致謝
參考文獻
附錄
攻讀學位期間取得學術(shù)成果
【參考文獻】:
期刊論文
[1]渝昆高鐵斜坡地帶巖溶階梯狀分布特征研究[J]. 及時雨. 甘肅水利水電技術(shù). 2018(09)
[2]基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)隧道涌水量預測分析[J]. 許俊峰. 黑龍江交通科技. 2018(07)
[3]襄渝鐵路新大巴山隧道涌水量預測研究[J]. 張雄文. 鐵道工程學報. 2018(06)
[4]深長隧道涌水量預測的三維數(shù)值模擬研究[J]. 江思珉,王耀明,栗現(xiàn)文,周念清. 現(xiàn)代隧道技術(shù). 2018(02)
[5]隧道涌水量預測計算方法總結(jié)探討[J]. 劉佳,劉哂搏,曹文翰,張強. 甘肅水利水電技術(shù). 2018(02)
[6]基于GA-SVM的礦井涌水量預測[J]. 喬美英,程鵬飛,劉震震. 煤田地質(zhì)與勘探. 2017(06)
[7]基于層次分析法隧道涌水量預測影響因素分析[J]. 郭鎖山. 建筑技術(shù)開發(fā). 2017(14)
[8]復雜地質(zhì)條件下隧道涌水量預測與結(jié)果分析[J]. 安文生,李平. 水利科技與經(jīng)濟. 2016(09)
[9]新旗號嶺隧道涌水量分析[J]. 朱鵬普. 四川建筑. 2016(01)
[10]秀山隧道滲涌水病害分析與處治設(shè)計[J]. 王道良,胡學兵,李科. 公路交通技術(shù). 2015(06)
博士論文
[1]四川盆地南緣地形梯度帶區(qū)域巖溶水系統(tǒng)研究[D]. 趙瑞.成都理工大學 2016
[2]宜萬鐵路施工期隧道巖溶突水地質(zhì)災(zāi)害形成規(guī)律與危險性評估方法研究[D]. 雷軍.北京交通大學 2011
[3]深部巖溶隧道潰水成災(zāi)機理及其工程處治技術(shù)研究[D]. 張旭東.重慶大學 2010
[4]西南山區(qū)巖溶隧道涌突水災(zāi)害危險性評價系統(tǒng)研究[D]. 楊艷娜.成都理工大學 2009
[5]現(xiàn)代深部巖溶形成機理及其對越嶺隧道工程控制作用評價[D]. 毛邦燕.成都理工大學 2008
[6]通海隧道區(qū)域構(gòu)造發(fā)育規(guī)律及其發(fā)震機理研究[D]. 李光慧.中國地質(zhì)大學(北京) 2007
[7]圓梁山隧道巖溶突水機理及其防治對策[D]. 劉招偉.中國地質(zhì)大學 2004
碩士論文
[1]諾水河風景區(qū)雙峰埡隧道巖溶涌突水預測及其環(huán)境影響[D]. 李太雙.成都理工大學 2018
[2]穿越層狀含水結(jié)構(gòu)隧道涌水量解析計算方法研究[D]. 張智雄.成都理工大學 2018
[3]西南地區(qū)巖溶隧道涌水量統(tǒng)計分析計算[D]. 陳瑜林.成都理工大學 2018
[4]西南典型巖溶越嶺隧道涌水歷程解析及應(yīng)用研究[D]. 賀小勇.成都理工大學 2017
[5]西成線福仁山隧道涌突水災(zāi)害預測與研究[D]. 喬欣欣.成都理工大學 2016
[6]滬昆高鐵大獨山隧道巖溶化巖體力學性質(zhì)及應(yīng)用研究[D]. 陳云.北京交通大學 2015
[7]SVM核參數(shù)優(yōu)化研究與應(yīng)用[D]. 楊海.浙江大學 2014
[8]秀寧隧道施工地質(zhì)災(zāi)害超前預報技術(shù)及方法研究[D]. 范小龍.北京交通大學 2013
[9]基于統(tǒng)計分析的西南巖溶隧道涌水量預測探析[D]. 喻成云.成都理工大學 2013
[10]滇東高原巖溶隧道涌突水災(zāi)害風險評價研究[D]. 趙紅梅.成都理工大學 2013
本文編號:3632134
【文章來源】:成都理工大學四川省
【文章頁數(shù)】:89 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第1章 前言
1.1 選題依據(jù)及研究意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 隧道涌水量預測研究現(xiàn)狀
1.2.2 支持向量機的應(yīng)用研究現(xiàn)狀
1.3 研究內(nèi)容與技術(shù)路線
1.3.1 研究內(nèi)容
1.3.2 技術(shù)路線
第2章 西南地區(qū)越嶺隧道巖溶發(fā)育背景
2.1 已建巖溶越嶺隧道水文地質(zhì)條件與涌突水量情況
2.2 西南地區(qū)巖溶發(fā)育特征
2.2.1 地表巖溶發(fā)育特征
2.2.2 地下巖溶發(fā)育特征
2.2.3 巖溶水特征
第3章 巖溶越嶺隧道涌突水影響因素分析
3.1 概述
3.2 巖溶越嶺隧道涌突水災(zāi)害影響因素分析
3.2.1 巖石可溶性
3.2.2 地質(zhì)構(gòu)造類型
3.2.3 圍巖分級
3.2.4 巖層厚度
3.2.5 巖層傾角
3.2.6 隧道所處水動力分帶
3.2.7 地形坡度與降雨入滲系數(shù)
3.3 涌突水災(zāi)害影響因素的等級控制
第4章 GA-SVM模型構(gòu)建及驗證分析
4.1 數(shù)據(jù)的獲取及處理
4.1.1 數(shù)據(jù)處理的相關(guān)理論
4.1.2 數(shù)據(jù)的選取及預處理
4.1.3 空缺值補齊處理
4.1.4 數(shù)據(jù)樣本不均衡處理
4.2 模型選擇的相關(guān)理論
4.2.1 隨機森林
4.2.2 樸素貝葉斯
4.2.3 支持向量機
4.3 結(jié)果精度對比評價方法
4.4 不同算法模型涌水量預測結(jié)果對比
4.5 核函數(shù)的選取
4.5.1 理論基礎(chǔ)
4.5.2 對比分析結(jié)果
4.6 參數(shù)尋優(yōu)
4.6.1 遺傳算法理論概述
4.6.2 參數(shù)尋優(yōu)結(jié)果分析
4.7 小結(jié)
第5章 擬建渝昆高鐵斜坡區(qū)涌水量預測
5.1 工程基礎(chǔ)地質(zhì)概況
5.1.1 地層巖性
5.1.2 地質(zhì)構(gòu)造
5.2 擬建渝昆高鐵涌突水預測
5.2.1 隧道涌突水災(zāi)害影響因素統(tǒng)計
5.2.2 隧道涌突水災(zāi)害影響因素等級控制
5.2.3 渝昆高鐵涌突水預測
5.3 小結(jié)
結(jié)論
致謝
參考文獻
附錄
攻讀學位期間取得學術(shù)成果
【參考文獻】:
期刊論文
[1]渝昆高鐵斜坡地帶巖溶階梯狀分布特征研究[J]. 及時雨. 甘肅水利水電技術(shù). 2018(09)
[2]基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)隧道涌水量預測分析[J]. 許俊峰. 黑龍江交通科技. 2018(07)
[3]襄渝鐵路新大巴山隧道涌水量預測研究[J]. 張雄文. 鐵道工程學報. 2018(06)
[4]深長隧道涌水量預測的三維數(shù)值模擬研究[J]. 江思珉,王耀明,栗現(xiàn)文,周念清. 現(xiàn)代隧道技術(shù). 2018(02)
[5]隧道涌水量預測計算方法總結(jié)探討[J]. 劉佳,劉哂搏,曹文翰,張強. 甘肅水利水電技術(shù). 2018(02)
[6]基于GA-SVM的礦井涌水量預測[J]. 喬美英,程鵬飛,劉震震. 煤田地質(zhì)與勘探. 2017(06)
[7]基于層次分析法隧道涌水量預測影響因素分析[J]. 郭鎖山. 建筑技術(shù)開發(fā). 2017(14)
[8]復雜地質(zhì)條件下隧道涌水量預測與結(jié)果分析[J]. 安文生,李平. 水利科技與經(jīng)濟. 2016(09)
[9]新旗號嶺隧道涌水量分析[J]. 朱鵬普. 四川建筑. 2016(01)
[10]秀山隧道滲涌水病害分析與處治設(shè)計[J]. 王道良,胡學兵,李科. 公路交通技術(shù). 2015(06)
博士論文
[1]四川盆地南緣地形梯度帶區(qū)域巖溶水系統(tǒng)研究[D]. 趙瑞.成都理工大學 2016
[2]宜萬鐵路施工期隧道巖溶突水地質(zhì)災(zāi)害形成規(guī)律與危險性評估方法研究[D]. 雷軍.北京交通大學 2011
[3]深部巖溶隧道潰水成災(zāi)機理及其工程處治技術(shù)研究[D]. 張旭東.重慶大學 2010
[4]西南山區(qū)巖溶隧道涌突水災(zāi)害危險性評價系統(tǒng)研究[D]. 楊艷娜.成都理工大學 2009
[5]現(xiàn)代深部巖溶形成機理及其對越嶺隧道工程控制作用評價[D]. 毛邦燕.成都理工大學 2008
[6]通海隧道區(qū)域構(gòu)造發(fā)育規(guī)律及其發(fā)震機理研究[D]. 李光慧.中國地質(zhì)大學(北京) 2007
[7]圓梁山隧道巖溶突水機理及其防治對策[D]. 劉招偉.中國地質(zhì)大學 2004
碩士論文
[1]諾水河風景區(qū)雙峰埡隧道巖溶涌突水預測及其環(huán)境影響[D]. 李太雙.成都理工大學 2018
[2]穿越層狀含水結(jié)構(gòu)隧道涌水量解析計算方法研究[D]. 張智雄.成都理工大學 2018
[3]西南地區(qū)巖溶隧道涌水量統(tǒng)計分析計算[D]. 陳瑜林.成都理工大學 2018
[4]西南典型巖溶越嶺隧道涌水歷程解析及應(yīng)用研究[D]. 賀小勇.成都理工大學 2017
[5]西成線福仁山隧道涌突水災(zāi)害預測與研究[D]. 喬欣欣.成都理工大學 2016
[6]滬昆高鐵大獨山隧道巖溶化巖體力學性質(zhì)及應(yīng)用研究[D]. 陳云.北京交通大學 2015
[7]SVM核參數(shù)優(yōu)化研究與應(yīng)用[D]. 楊海.浙江大學 2014
[8]秀寧隧道施工地質(zhì)災(zāi)害超前預報技術(shù)及方法研究[D]. 范小龍.北京交通大學 2013
[9]基于統(tǒng)計分析的西南巖溶隧道涌水量預測探析[D]. 喻成云.成都理工大學 2013
[10]滇東高原巖溶隧道涌突水災(zāi)害風險評價研究[D]. 趙紅梅.成都理工大學 2013
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