岩土力学 ›› 2026, Vol. 47 ›› Issue (5): 1788-1800.doi: 10.16285/j.rsm.2025.0646CSTR: 32223.14.j.rsm.2025.0646
孙嘉豪1,李地元1,解联库2
SUN Jia-hao1, LI Di-yuan1, XIE Lian-ku2
摘要: 矿柱是保障地下矿山开采安全的重要支撑结构,准确预测矿柱稳定性对地下空间安全至关重要。为此,提出一种新颖的稳健随机森林算法预测矿柱稳定性。首先,建立了包含317组样本的硬岩矿柱稳定性数据集,采用交叉递归特征消除方法选取矿柱宽度、高度、宽高比、单轴抗压强度、平均承载应力以及平均承载应力与矿岩单轴抗压强度之比共6个特征作为输入参数,并借助链式方程多重插补和孤立随机森林算法分别填充和剔除了数据集中的缺失值和异常值;其次,针对传统随机森林算法中低质量决策树可能引起的决策冗余和性能损失问题,引入决策树纯化干预机制和精确率加权优化策略提升随机森林算法的决策效率和预测精度,进而构建基于稳健随机森林的硬岩矿柱稳定性预测模型;最后,从性能评估、模型比较、模型解释和工程验证4个方面检验了模型的准确性、先进性和可靠性。结果表明,所提算法无需参数优化即可取得较好的预测性能。模型预测准确率为88.9%,预测性能优于其他机器学习模型,可为地下矿山硬岩矿柱的稳定性评估提供有效指导。
中图分类号: TD 803| [1] | 葛鑫博, 黄俊, 赵同彬, 陶刚, 马洪岭, 王威. 人工智能在压缩空气储能地下工程中的应用综述[J]. 岩土力学, 2026, 47(2): 413-425. |
| [2] | 邱士利, 张世瑞, 江权, 黄青富, 张合作, 向天兵. 深部矿柱渐进失效机制与锚杆支护效应连续-非连续数值研究[J]. 岩土力学, 2026, 47(1): 281-295. |
| [3] | 江晓童, 张西文, 吕颖慧, 李仁杰, 江浩, . 机器学习在岩土工程中的应用现状与未来展望[J]. 岩土力学, 2025, 46(S1): 419-436. |
| [4] | 蔡启航, 董学超, 郭明伟, 卢正, 徐安, 蒋凡, . 基于刃脚土压力的超大锚碇沉井基础下沉智能预测[J]. 岩土力学, 2025, 46(S1): 377-388. |
| [5] | 真嘉捷, 赖丰文, 黄明, 廖清香, 李爽, 段岳强. 基于时序聚类和在线学习的盾构掘进地层智能识别方法[J]. 岩土力学, 2025, 46(11): 3615-3625. |
| [6] | 贺隆平, 姚囝, 王其虎, 叶义成, 凌济锁, . 基于自动机器学习的岩爆烈度分级预测模型[J]. 岩土力学, 2024, 45(9): 2839-2848. |
| [7] | 龙潇, 孙锐, 郑桐, . 基于卷积神经网络的液化预测模型及可解释性分析[J]. 岩土力学, 2024, 45(9): 2741-2753. |
| [8] | 杨洋, 魏怡童. 基于分类树的液化概率等级评估新方法[J]. 岩土力学, 2024, 45(7): 2175-2186. |
| [9] | 邓志兴, 谢康, 李泰灃, 王武斌, 郝哲睿, 李佳珅, . 基于粗颗粒嵌锁点高铁级配碎石振动压实质量控制新方法[J]. 岩土力学, 2024, 45(6): 1835-1849. |
| [10] | 潘秋景, 吴洪涛, 张子龙, 宋克志, . 基于多域物理信息神经网络的复合地层隧道掘进地表沉降预测[J]. 岩土力学, 2024, 45(2): 539-551. |
| [11] | 蒋明镜, 张卢丰, 韩亮, 姜朋明, . 基于符号回归算法的结构性砂土损伤规律研究[J]. 岩土力学, 2024, 45(12): 3768-3778. |
| [12] | 吴爽爽, 胡新丽, 孙少锐, 魏继红, . 间歇式滑坡变形力学机制与单体预警案例研究[J]. 岩土力学, 2023, 44(S1): 593-602. |
| [13] | 董学超, 郭明伟, 王水林, . 基于LightGBM的超大沉井下沉状态预测及传感器优化布置[J]. 岩土力学, 2023, 44(6): 1789-1799. |
| [14] | 仉文岗, 顾鑫, 刘汉龙, 张青, 王林, 王鲁琦, . 基于贝叶斯更新的非饱和土坡参数概率 反演及变形预测[J]. 岩土力学, 2022, 43(4): 1112-1122. |
| [15] | 陈庆发, 尹庭昌, 高 远, . 地下矿山裂隙岩体结构均质区三维划分方法研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(8): 3181-3188. |
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