›› 2015, Vol. 36 ›› Issue (4): 1189-1194.doi: 10.16285/j.rsm.2015.04.037

• 数值分析 • 上一篇    下一篇

基于正态云模型的深埋地下工程岩爆烈度分级预测研究

王迎超1, 2，靖洪文1, 2，张 强2，蔚立元2，徐智敏3   

  1. 1. 中国矿业大学 深部岩土力学与地下工程国家重点实验室，江苏 徐州 221116；2. 中国矿业大学 力学与建筑工程学院，江苏 徐州 221116； 3. 中国矿业大学 资源与地球科学学院，江苏 徐州 221116
  • 收稿日期:2013-11-21 出版日期:2015-04-11 发布日期:2018-06-13
  • 通讯作者: 靖洪文，男，1963年生，博士，教授，主要从事深部围岩控制理论与技术领域的科学研究工作。E-mail: hwjing@cumt.edu.cn E-mail:wych12345678@126.com
  • 作者简介:王迎超，男，1982年生，博士，副教授，主要从事地下工程防灾减灾及防护方面的教学与科研工作。
  • 基金资助:

    国家自然科学基金项目(No.51309222，No.51204168) ；973科技计划项目(No.2013CB036003)；江苏省自然科学基金青年基金项目(No.BK20130193)；高等学校博士学科点专项科研基金新教师类资助课题(No. 20130095120016)；中央高校基本科研业务费专项(No. 2014QNB37)。

A normal cloud model-based study of grading prediction of rockburst intensity in deep underground engineering

WANG Ying-chao1, 2，JING Hong-wen1, 2，ZHANG Qiang2，YU Li-yuan2，XU Zhi-min3   

  1. 1. State Key Laboratory for Geomechanics and Deep Underground Engineering, China University of Mining and Technology, Xuzhou, Jiangsu 221116, China; 2. School of Mechanics and Civil Engineering, China University of Mining and Technology, Xuzhou, Jiangsu 221116, China; 3. School of Resources and Geoscience, China University of Mining and Technology, Xuzhou, Jiangsu 221116, China
  • Received:2013-11-21 Online:2015-04-11 Published:2018-06-13

PDF (Chinese)

1882

摘要： 岩爆是深埋地下工程开挖建设过程中常见的工程地质灾害，对其发生的可能性及其烈度分级预测一直是岩石地下工程的世界性难题。针对岩爆烈度评估过程中存在的模糊性和随机性问题，建立了基于德尔菲法和正态云的综合评判模型。在系统分析影响岩爆发生的相关因素的基础上，选取岩石单轴抗压强度与抗拉强度比?c /?t、切向应力与岩石单轴抗压强度比 ?? /?c、岩石脆性指数Is和弹性变形能指数Wet构建评价指标体系，通过德尔菲科学方法确定其权重系数。基于云模型理论计算各评价因子隶属于岩爆级别的云数字特征，生成正态云滴，实现了岩爆烈度与评价指标值之间的不确定映射，保留了评估过程中的随机性。最后，利用国内外典型岩爆工程实例对所建模型进行检验，其判别结果与实际岩爆等级相符，且准确率高于功效系数法和集对分析理论，表明采用云模型对岩爆烈度进行预测是可行的、有效的。该模型具有较高的准确性和可靠性，能满足工程应用需要，在深埋地下工程岩爆预测中具有良好的工程应用前景。

关键词: 岩爆, 深埋地下工程, 云模型, 确定度, 德尔菲法

Abstract: Rockburst is a type of geologic hazards frequently occurring in the deep underground engineering construction. The prediction and classification of rockburst remains an unrsolved problem in underground rock engineering. To evaluate the rockburst intensity, a novel comprehensive evaluation model based on the normal cloud model and Delphi method is developed to overcome the issue of fuzziness and randomness in evaluating the rockburst intensity. Based on a comprehensive analysis of the controlling factors of rockburst, four factors are chosen as the indices for the intensity evaluation, including the ratio of uniaxial compressive strength and tensile strength, ?c / ?t, the ratio of tangential stress and uniaxial compressive strength, ?? /?c, the rock brittleness index, Is, and the elastic strain energy index, Wet. The Delphi method is adopted to determine the weighting coefficient for each evaluation index. The normal cloud model is used to calculate the cloud characteristics for each evaluation index in rockburst classification, which generates the normal cloud droplets, and the undetermined mapping between the rockburst intensity and the evaluation index are realized, keeping the randomness in the evaluation process. Finally, the proposed model is validated with a series of typical rock projects. The obtained results show a good agreement with practical rockburst classification, and the accuracy of cloud model is higher than that of the efficacy coefficient method and set pair analysis method. indicating that the normal cloud theory is applicable and effective for classifying the rockburst intensity.

Key words: rockburst, deep underground engineering, cloud model, degree of certainty, Delphi method

中图分类号: 

  • TU 457
[1] 陈炳瑞, 吴昊, 池秀文, 刘辉, 伍梦蝶, 晏俊伟, . 基于STA/LTA岩石破裂微震信号实时识 别算法及工程应用[J]. 岩土力学, 2019, 40(9): 3689-3696.
[2] 李桐, 冯夏庭, 王睿, 肖亚勋, 王勇, 丰光亮, 姚志宾, 牛文静, . 深埋隧道岩爆位置偏转及其微震活动特征[J]. 岩土力学, 2019, 40(7): 2847-2854.
[3] 周辉, 陈珺, 张传庆, 朱勇, 卢景景, 姜玥, . 低强高脆岩爆模型材料配比试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(6): 2039-2049.
[4] 赵振华, 张晓君, 李晓程, . 含卸压孔硬岩应力松弛特性试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(6): 2192-2199.
[5] 苏国韶, 燕思周, 闫召富, 翟少彬, 燕柳斌, . 真三轴加载条件下岩爆过程的声发射演化特征[J]. 岩土力学, 2019, 40(5): 1673-1682.
[6] 严 健, 何 川, 汪 波, 蒙 伟, . 高地温对隧道岩爆发生的影响性研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(4): 1543-1550.
[7] 罗丹旎, 苏国韶, 何保煜, . 不同饱水度花岗岩的真三轴岩爆试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(4): 1331-1340.
[8] 梅诗明, 胡小川, 苏国, 陈冠言, . 中间主应力对隧洞岩爆影响的模型试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(10): 3959-3968.
[9] 赵 菲, 王洪建, 何满潮, 袁广祥, 罗耀武, . 不同高度花岗岩岩爆试验的声发射特征[J]. 岩土力学, 2019, 40(1): 135-146.
[10] 王之东, 黎立云, 陈 滔, 刘兵权, . 矿柱岩爆模型试验中能量释放研究[J]. 岩土力学, 2018, 39(S2): 177-185.
[11] 向 鹏，纪洪广，蔡美峰，张月征. 抛掷型岩爆震源体能量动态释放机制与几何尺度特征[J]. , 2018, 39(2): 457-466.
[12] 司雪峰, 宫凤强，罗 勇，李夕兵, . 深部三维圆形洞室岩爆过程的模拟试验[J]. , 2018, 39(2): 621-634.
[13] 马春驰，李天斌，张 航，王剑锋, . 基于EMS微震参数的岩爆预警方法及探讨[J]. , 2018, 39(2): 765-774.
[14] 蒙 伟，何 川，汪 波，张钧博，吴枋胤，夏舞阳. 基于侧压力系数的岩爆区初始地应力场二次反演分析[J]. , 2018, 39(11): 4191-4200.
[15] 刘鑫锦，苏国韶，冯夏庭，燕柳斌，闫召富，张 洁，李燕芳，. 基于声音信号的室内岩爆动态预测方法[J]. , 2018, 39(10): 3573-3580.
Viewed
Full text


Abstract

Cited
  Shared   
  Discussed   
[1] 谭贤君，陈卫忠，杨建平，杨春和. 盐岩储气库温度-渗流-应力-损伤耦合模型研究[J]. , 2009, 30(12): 3633 -3641 .
[2] 魏 星，王 刚，余志灵. 交通荷载下软土地基长期沉降的有限元法[J]. , 2010, 31(6): 2011 -2015 .
[3] 温世亿，李静，苏霞，姚雄. 复杂应力条件下围岩破坏的细观特征研究[J]. , 2010, 31(8): 2399 -2406 .
[4] 毛 宁，张尧亮. 经验公式简便求法典型实例[J]. , 2010, 31(9): 2978 -2982 .
[5] 刘 杰，李建林，屈建军，陈 星，李剑武，骆世威. 基于卸荷岩体力学的大岗山坝肩边坡水平位移发育的多因素影响分析[J]. , 2010, 31(11): 3619 -3626 .
[6] 李伟华，赵成刚，杜楠馨. 软弱饱和土夹层对地铁车站地震响应的影响分析[J]. , 2010, 31(12): 3958 -3963 .
[7] 韩现民. 西格二线关角隧道浅埋砂层段施工技术及力学效应研究[J]. , 2010, 31(S2): 297 -302 .
[8] 蒋臻蔚，彭建兵，王启耀. 西安市地铁3号线不良地质问题及对策研究[J]. , 2010, 31(S2): 317 -321 .
[9] 刘用海，朱向荣，常林越. 基于Casagrande法数学分析确定先期固结压力[J]. , 2009, 30(1): 211 -214 .
[10] 李兴高，刘维宁. 挡土结构上水-土压力分算的进一步探讨[J]. , 2009, 30(2): 419 -424 .
版权所有 © 《岩土力学》编辑部
地址：湖北武汉武昌小洪山中国科学院武汉岩土力学研究所(430071)　邮编：200042　电话：027-87198484, 87199252, 87199253, 87198752　E-mail: ytlx@whrsm.ac.cn
本系统由北京玛格泰克科技发展有限公司设计开发