[發明專利]一種基于集對分析的巖體質量分級評價方法

在審

• 申請號: 202010495329.5
• 申請日: 2020-06-03
• 公開（公告）號: CN111898844A
• 公開（公告）日: 2020-11-06
• 發明（設計）人: 張琦;張宸浩;王月峰;鄭彥龍;李建春;王寧;蔣擎;張斌
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/08;G06F17/11
• 代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司 32206
• 代理人: 蔣昱

1.一種基于集對分析的巖體質量分級評價方法，其特征在于，具體步驟如下：

步驟一、確定巖體質量條件的10個分項指標，包括R₁為巖石單軸抗壓強度評分；R₂為巖芯質量RQD評分；R₃為非連續面間距評分；R₄為非連續面數目評分；R₅為結構面延展性評分；R₆為結構面粗糙程度評分；R₇為結構面填充物評分；R₈為結構面風化程度評分；R₉為地下水賦存條件評分；R₁₀為巖石耐崩解性指數評分；

步驟二、基于傳統巖體質量評價經驗，確定R₁,R₂,R₃,R₄,R₅,R₆,R₇,R₈,R₉,R₁₀等10個分項指標的權重；

ω(R₁:R₂:R₃:R₄:R₅:R₆:R₇:R₈:R₉:R₁₀)＝(15:10:10:20:5:5:5:5:15:10)

＝(0.15:0.1:0.1:0.2:0.05:0.05:0.05:0.05:0.15:0.1)

步驟三、基于集對分析方法(SPA)確定巖體質量的6級評價聯系數公式；

μ＝a+b₁i₁+b₂i₂+b₃i₃+b₄i₄+cj

步驟四、定義t_m為巖體質量評價的第m個分項指標值，有1≤m≤10，依次確定各分項評價指標t_m的指標性質，隨著評價等級的增大而增大的指標，稱為正向指標；隨著評價等級的增大而減小的指標，稱為反向指標；評價標準為單一值的指標，稱為明確指標，取對應評分即可；

確定巖石單軸抗壓強度評分R₁為正向指標，非連續面間距評分R₂為正向指標，非連續面間距評分R₃為正向指標，非連續面數目評分R₄為反向指標，延展性評分R₅為反向指標，粗糙程度評分R₆為明確指標，填充物評分R₇為反向指標，風化程度評分R₈為明確指標，地下水賦存條件評分R₉為明確指標，巖石耐崩解性指數評分R₁₀為正向指標；

步驟五、參照傳統評分方法的經驗，確定巖體質量評價指標體系中各級評價標準a_mn；

步驟六、根據步驟三、四和五中，聯立巖體質量分級評價方法的子系統綜合評價六元聯系數計算式為：μ_m＝r_m1+r_m2i₁+r_m3i₂+r_m4i₃+r_m5i₄+r_m6j，定義r_ml為巖體質量分級評價樣本相對于各級評價等級的聯系度分量，基于六元聯系數計算公式可求出r_ml；

當t_m≤a_m1(正向)或t_m≥a_m1(反向)

當a_m1≤t_m≤a_m2(正向)或a_m1≥t_m≥a_m2(反向)

當a_ms≤t_m≤a_m(s+1)(正向)或a_ms≥t_m≥a_m(s+1)(反向)

當t_m≥a_m5(正向)或t_m≤a_m5(反向)

注：上式中a_m1～a_m6分別為子系統評價標準等級的各級限值；

步驟七、基于步驟五中已知的聯系度分量r_ml，定義ω_m為各參數評價指標權重，根據公式計算r_l；

步驟八、基于均分原理，計算巖體質量分級評價參數樣本指標與各級評價標準的不確定性差異度系數i₁,i₂,i₃,i₄，且已知對立系數j＝-1，若為n級聯系數，則將[-1,1]區間進行5等分，i₁,i₂,i₃,i₄依次為

步驟九、根據巖體質量分級評價方法總指標的綜合評價六元聯系數公式：μ＝r₁+r₂i₁+r₃i₂+r₄i₃+r₅i₄+r₆j，代入步驟七中已知的r_l以及步驟八中已知的i₁,i₂,i₃,i₄，計算巖體質量總評價值μ；

步驟十、將巖體質量總評價值μ進行規格化處理，由[-1,1]區間轉化為[0,100]區間，從而即可得到最終的巖體質量評分ψ；

步驟十一、將區間[0,100]進行6等分，從左向右各區間分別對應評價標準等級I，II，III，IV，V，VI，再將步驟十得到的巖體質量評分ψ代入區間，確定該巖體對應的評價等級。