發(fā)布時(shí)間：2017-10-30 14:02

  本文關(guān)鍵詞：基于RS-BPNN理論的隧道圍巖穩(wěn)定性分析及預(yù)測

  更多相關(guān)文章： 粗糙集 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 穩(wěn)定性 權(quán)重 預(yù)測

【摘要】：本文先對國內(nèi)外隧道發(fā)展及研究現(xiàn)狀進(jìn)行了簡要的介紹,再對國內(nèi)隧道工程存在的問題展開分析,發(fā)現(xiàn)隧道所處環(huán)境及相應(yīng)的地質(zhì)條件對隧道圍巖穩(wěn)定性影響很大。由于隧道圍巖是多種地質(zhì)條件相互結(jié)合的綜合體,而這些影響因子關(guān)系復(fù)雜,很難用一個(gè)精確的數(shù)學(xué)表達(dá)式來描述它們對圍巖穩(wěn)定性的影響方式和程度。為此,本文將利用粗糙集(RS)和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(BPNN)對隧道圍巖的穩(wěn)定性進(jìn)行分析和預(yù)測。本文從文獻(xiàn)中搜集了多組圍巖分類數(shù)據(jù),影響因子主要包括巖石完整性、地下水滲水量、巖體天然應(yīng)力狀態(tài)、巖石質(zhì)量指標(biāo)及地質(zhì)結(jié)構(gòu);以粗糙集理論為基礎(chǔ),并借用MATLAB為計(jì)算工具,對隧道圍巖穩(wěn)定性的影響因子進(jìn)行了分析,結(jié)合分類規(guī)則及近似集的提取結(jié)果,再計(jì)算各個(gè)屬性因子對決策結(jié)果影響能力的權(quán)重。結(jié)果表明,當(dāng)某項(xiàng)地質(zhì)條件較為特殊時(shí),各個(gè)影響因子的權(quán)重會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化,對圍巖分類也會(huì)產(chǎn)生一定的影響。因此在對隧道圍巖進(jìn)行分類時(shí)先要綜合考慮該隧道所處的地質(zhì)環(huán)境是否存在特殊情況。在上述計(jì)算結(jié)果的基礎(chǔ)上,利用BPNN建立圍巖穩(wěn)定性預(yù)測模型,取16組數(shù)據(jù)為訓(xùn)練樣本,用3組數(shù)據(jù)作為預(yù)測樣本,分兩次進(jìn)行預(yù)測,預(yù)測結(jié)果與真實(shí)值比較吻合。用RS理論對隧道圍巖穩(wěn)定性影響因子進(jìn)行權(quán)重分析,為隧道維穩(wěn)選取對策措施方面提供指引;用BPNN對隧道圍巖穩(wěn)定性分類進(jìn)行預(yù)測,能快速有效地得出圍巖等級,且和真實(shí)穩(wěn)定狀態(tài)十分接近;通過將兩者有機(jī)地結(jié)合在一起,能為隧道的安全設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù),同時(shí)也為隧道事故的預(yù)防提供有力的保障。
【關(guān)鍵詞】：粗糙集 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 穩(wěn)定性 權(quán)重 預(yù)測
【學(xué)位授予單位】：南華大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U451.2
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-12
• 第1章 緒論12-22
• 1.1 選題背景12-13
• 1.2 國內(nèi)外隧道發(fā)展現(xiàn)狀13-16
• 1.2.1 國內(nèi)外隧道發(fā)展概況13-14
• 1.2.2 隧道工程特點(diǎn)14-15
• 1.2.3 隧道工程事故統(tǒng)計(jì)15-16
• 1.3 國內(nèi)外隧道圍巖穩(wěn)定性研究現(xiàn)狀16-19
• 1.3.1 理論研究16-18
• 1.3.2 模型試驗(yàn)18
• 1.3.3 現(xiàn)場原位測試18-19
• 1.4 研究方法及意義19-22
• 第2章 隧道圍巖分類方法及穩(wěn)定性影響因子分析22-34
• 2.1 圍巖分類方法22-24
• 2.2 隧道圍巖穩(wěn)定影響因子24-31
• 2.2.1 巖石性質(zhì)及巖體結(jié)構(gòu)24-27
• 2.2.2 力學(xué)性質(zhì)27-28
• 2.2.3 天然應(yīng)力狀態(tài)28
• 2.2.4 地質(zhì)結(jié)構(gòu)28-29
• 2.2.5 地下水29
• 2.2.6 工程因素29-30
• 2.2.7 時(shí)間因素30-31
• 2.3 本章小結(jié)31-34
• 第3章 基于粗糙集理論的隧道圍巖穩(wěn)定性影響因子分析34-58
• 3.1 粗糙集理論簡介34-36
• 3.1.1 粗糙集的基本定義35
• 3.1.2 粗糙集屬性約簡理論的基本原理和步驟35-36
• 3.2 基于粗糙集理論的隧道圍巖穩(wěn)定性分析36-44
• 3.2.1 數(shù)據(jù)的收集與整理36-37
• 3.2.2 離散化處理數(shù)據(jù)37-38
• 3.2.3 對數(shù)據(jù)進(jìn)行屬性約簡38-39
• 3.2.4 屬性重要度計(jì)算39-42
• 3.2.5 客觀權(quán)重計(jì)算42-43
• 3.2.6 權(quán)重結(jié)果驗(yàn)證43-44
• 3.3 影響因子發(fā)生變化對圍巖分類的影響44-54
• 3.3.1 天然應(yīng)力44-49
• 3.3.2 地下水量49-50
• 3.3.3 巖石完整性50-51
• 3.3.4 巖石質(zhì)量指標(biāo)51-52
• 3.3.5 地質(zhì)結(jié)構(gòu)52-54
• 3.4 結(jié)果對比及分析54-55
• 3.5 對策措施55-56
• 3.6 本章小結(jié)56-58
• 第4章 基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的隧道圍巖穩(wěn)定性分類及預(yù)測58-66
• 4.1 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)簡介58
• 4.2 基于BPNN理論的隧道圍巖穩(wěn)定性預(yù)測模型的建立58-60
• 4.3 實(shí)例預(yù)測及分析60-63
• 4.4 本章小結(jié)63-66
• 第5章 結(jié)論與展望66-70
• 5.1 結(jié)論66-67
• 5.2 創(chuàng)新點(diǎn)67
• 5.3 建議67-70
• 參考文獻(xiàn)70-74
• 作者攻讀學(xué)位期間的科研成果74-76
• 致謝76

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