[發(fā)明專利]一種基于多元前兆信息的地下工程突水突泥風險評價方法

有效

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• 申請日: 2018-01-18
• 公開（公告）號: CN108399483B
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發(fā)明（設計）人: 薛翊國;李志強;李術才;周炳樺;張開;蘇茂鑫;邱道宏;李廣坤
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/08
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 張勇

本發(fā)明公開了一種基于多元前兆信息的地下工程突水突泥風險評價方法，獲取地下工程突水突泥災害工程圍巖的地球物理場特征、力場特征、滲流場和位移場特征，初步構建指標體系；確認構建的指標體系間的各個指標的相互作用規(guī)律，針對不同工程的地質特征，對指標體系進行屬性約簡分析，建立優(yōu)化后的指標體系；采用權重反分析法和專家打分法獲取優(yōu)化后的指標體系內各指標權重，基于工程地質勘查，確定各指標參數(shù)，獲得工程設計階段的風險等級；基于現(xiàn)場監(jiān)測的地球物理場數(shù)據(jù)和力場位移場數(shù)據(jù)，獲得工程建設階段的風險等級，同時對設計階段評價等級進行修訂。

技術領域

本發(fā)明涉及一種基于多元前兆信息的地下工程突水突泥風險評價方法。

背景技術

隨著經(jīng)濟的發(fā)展，地下工程逐步向深部發(fā)展，其中“深”“長”“高圍壓”成為地下工程新的特點和難點，地下工程中突水突泥事故是一類主要的地質災害，事故一旦發(fā)生，后果極其嚴重。目前施工中雖然能較為精確的獲得工程圍巖的力場、位移場、地球物理場、滲流場的信息，但是以單一場的前兆信息對突水突泥災害風險進行評價，存在解釋多樣性，評價結果不合理的現(xiàn)象，極大地困擾著地下工程的發(fā)展建設。

發(fā)明內容

本發(fā)明為了解決上述問題，提出了一種基于多元前兆信息的地下工程突水突泥風險評價方法，本發(fā)明克服了以往以單一場的前兆信息對突水突泥災害風險進行評價這一缺點，使用多場信息中的多元前兆信息對突水突泥災害風險進行評價，評價信息豐富，結果準確率高。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案：

一種基于多元前兆信息的地下工程突水突泥風險評價方法，包括以下步驟：

(1)獲取地下工程突水突泥災害工程圍巖的地球物理場特征、力場特征、滲流場和位移場特征，初步構建基于多元前兆信息的地下工程突水突泥評價指標體系；

(2)研究構建的指標體系間的各個指標的相互作用規(guī)律，對指標體系進行屬性約簡分析，針對不同工程的地質特征，有針對性的建立優(yōu)化后的指標體系；

(3)采用權重反分析法和專家打分法獲取優(yōu)化后的指標體系內各指標權重，基于設計階段工程地質勘查，確定各指標參數(shù)，獲得工程設計階段的風險等級；

(4)基于地下工程施工過程中獲取的多元數(shù)據(jù)，采用熵權法和神經(jīng)網(wǎng)絡法再次確定優(yōu)化后的指標體系內指標權重，基于工程開挖的實際情況，利用專家系統(tǒng)對現(xiàn)使用的約簡結果進行評估其施工階段的適用性，若不適用再次選取相應的約簡結果建立新的指標體系，基于現(xiàn)場監(jiān)測的地球物理場數(shù)據(jù)和力場位移場數(shù)據(jù)，獲得工程建設階段的風險等級，同時對設計階段評價等級進行修訂。

進一步的，所述步驟(1)中，所述多場多元信息包括圍巖電場信息、圍巖磁場信息、圍巖電阻率信息、溫度場信息、圍巖地應力信息、圍巖破碎程度、圍巖孔隙率、圍巖巖性、圍巖滲透率、圍巖收斂變形、圍巖豎向變形、地下水流速、顏色或壓力信息中的多個或全部。

進一步的，所述步驟(2)中，使用非線性的算法，將初步建立的指標體系進行歸類、分析，進行屬性約簡，獲得多組約簡結果，以確定多元信息之間的內在聯(lián)系。

進一步的，所述步驟(3)中，基于設計階段工程地質勘查，初步確定各指標參數(shù)；使用工程類比法，在無本工程的詳細多元信息樣本前，使用相關工程的數(shù)據(jù)樣本，通過非線性方法獲取指標體系內指標權重。

進一步的，所述步驟(4)中，工程建設階段風險評價，將實際開挖風險等級和設計階段風險評價等級進行對比判定，對設計階段使用的約簡結果進行評價，若合適繼續(xù)使用，不合適并再次選取相應的約簡結果，對風險評價指標體系進行修正。

進一步的，所述步驟(4)中，基于現(xiàn)場監(jiān)測，獲取多場的多元前兆信息數(shù)據(jù)，對于已經(jīng)獲得的現(xiàn)場數(shù)據(jù)樣本，采用非線性方法確定優(yōu)化后的修正指標體系內各指標權重，由數(shù)據(jù)和權重確定工程建設階段的風險等級。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果為：