[發明專利]一種邊坡穩定性分析方法

在審

• 申請號: 201710383639.6
• 申請日: 2017-05-26
• 公開（公告）號: CN107123058A
• 公開（公告）日: 2017-09-01
• 發明（設計）人: 李三川;白潤才
• 申請（專利權）人: 遼寧工程技術大學
• 主分類號: G06Q50/02
• 分類號: G06Q50/02;G06F17/50
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及采礦安全，特別是涉及邊坡穩定性分析。

背景技術

露天礦是礦業生產主要形式之一。當煤體或礦藏賦存接近地表時通常采用露天礦形式生產。露天礦生產過程中隨著開采的深入，逐漸形成各種形式的邊坡，而對于這些邊坡的研究是露天礦開采研究的主要問題之一。露天礦邊坡是聯系坑底與地面的必經通道，根據不同的邊坡地質條件，邊坡的構成形式也不同；加之不同地區降水等條件影響，邊坡變形破壞差別也較大。邊坡穩定性直接影響露天礦生產安全，是露天礦生產關注的主要問題。

一般情況下，可對邊坡使用預應力錨桿、抗滑樁、擋墻、削坡減種或坡底回填等措施進行防治。但如何確定哪些邊坡應實施滑坡防護措施就成為關鍵問題，即通過何種方法根據已有的評判標準來對邊坡穩定性進行分析。

判斷邊坡穩定性的因素較多，比如邊坡內部巖體的黏聚力、內摩擦角，外部環境因素中的年降水量，邊坡形態因素的坡高、坡角等都可直接影響邊坡穩定性。對于邊坡穩定性影響因素的劃分一般是范圍值，且多因素，難以直觀得到綜合性的邊坡穩定分析結果。另一方面，各因素對邊坡穩定性的影響也是不同的。盡管現有方法通過數值模擬、實驗室模擬和解析分析等對邊坡穩定與影響因素之間關系進行分析，但并未解決評價穩定性過程中的專家給定數據中存在的模糊與不確定性特征。

露天礦邊坡穩定性評價過程中，一是考慮指標體系，二是考慮評價方法。評價指標體系是一種基于范圍值的等級劃分。評價方法要考慮評價體系的特點，還要考慮提供評分的專家的一些模糊性、主觀性特點。針對這些特點，提出了一種使用云模型、ANP和屬性識別的露天礦邊坡穩定性評價方法。云模型是李德毅院士于20世紀90年代提出的一種能用定性語言與定量數值描述不確定性轉換的模型，其應用實效得到認可和推廣。目前關于云模型已得到了一些應用。云模型構造和參數設置特點正滿足了專家給出評價數據中對模糊和離散性處理的要求。網絡分析(Analytic Network Process，ANP)模型是在層次分析法(AHP)的基礎上經過改進提出了一種全新的適于存在內部依存和反饋關系的復雜決策系統的方法。可分析影響穩定性因素之間存在的依賴關系。使用屬性識別模型綜合分析邊坡穩定性分級。即使用云模型和ANP確定因素權重，用屬性識別模型確定因素得分，最終獲得邊坡穩定性分類和排序。

發明內容

1方法的構建

1.1指標權重確定方法

基于云模型理論改造ANP評價方法以確定評價指標的權重。設A₁,A₂,…A₉表示九朵云模型，即i＝1～9。表示云的期望值，用1～9的整數表示與AHP定義相同。和分別表示云模型的熵和超熵。得到改造后的1-9標度含義，如表1所示。

表1云化ANP下1-9標度含義

設P_1～m為ANP模型控制層元素，C_1～n為網絡層元素集，e_i1,e_i2,…e_in為元素集C_i中的元素，i＝1,2,…n。以C_i中元素對e_jn的作用程度進行比較，建立比較矩陣如式(1)所示。

用特征根法得出元素的權重向量如式(2)所示。

其中：j1→i1表示元素e_j1與e_i1的比較。

重復上述過程，準則P_i下的超矩陣如式(3)所示。式中元素熵和超商為0，如

利用方根法求特征參數并歸一化。引入云計算中的乘法運算，中的特征參數計算分別如式(4)所示。歸一化的一致性檢驗如式(5)所示。

設為的k次冪，則超矩陣W_nn的極限為如果結果收斂且唯一，取列作為評價指標的全局權重向量S，其中：S_ij(i,j＝1,2,…,n)表示對應指標的權重值。

1.2綜合分析方法