[發明專利]一種礦山邊坡巖體工程穩定性精準評價系統

在審

• 申請號: 202110378983.2
• 申請日: 2021-04-08
• 公開（公告）號: CN113295842A
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發明（設計）人: 張標;成浩;王維波;賀建清;尹志政
• 申請（專利權）人: 湖南科技大學
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24;G06K9/62;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 北京國坤專利代理事務所(普通合伙) 11491
• 代理人: 張國棟

1.一種礦山邊坡巖體工程穩定性精準評價系統，其特征在于，所述礦山邊坡巖體工程穩定性精準評價系統包括：

地質信息采集模塊，與中央控制模塊連接，用于通過地質信息采集程序進行待評價區域的地質信息的采集，得到礦山地質信息；

信息傳輸模塊，與中央控制模塊連接，用于通過信息傳輸程序進行礦山地質信息的傳輸，并對傳輸的信息進行接收；

地質信息分析模塊，與中央控制模塊連接，用于通過信息分析程序對接收的礦山地質信息進行分析，得到信息分析結果；

邊坡分級模塊，與中央控制模塊連接，用于通過邊坡分級程序對礦山邊坡的巖體進行分級，得到礦山邊坡巖體的級別；

所述通過邊坡分級程序對礦山邊坡的巖體進行分級，得到礦山邊坡巖體的級別包括：

(1)基于采集的礦山地質信息確定邊坡的坡面形態函數、潛在滑移面形態函數，并計算邊坡單位寬度的重量；同時確定振動加速度以及作用在邊坡上的水平荷載函數以及豎向荷載函數；

(2)計算邊坡的法向應力，根據獲得的邊坡滑面正應力分布函數，分別計算邊坡對應滑面上不同位置處的法向應力值；

(3)對不同位置處的法向應力值進行統計分析，計算平均法向應力值和法向應力值的標準差；

(4)根據步驟(1)至步驟(4)計算的邊坡各項參數值，確定邊坡巖體的等級；

中央控制模塊，與地質信息采集模塊、信息傳輸模塊、地質信息分析模塊、邊坡分級模塊連接，用于通過主控機對各連接模塊的運行進行控制，保證各個模塊正常運行；

所述中央控制模塊包括：灰色預測控制單元、模糊邏輯控制單元、PID控制單元；

所述灰色預測控制單元對地質信息分析與施工信息分析進行灰色預測控制；

所述灰色預測控制是通過灰色模型進行控制；

所述灰色模型是由一組灰色微分方程組成的動態模型，建立所述灰色模型GM(1,1)模型，所述建模包括：

X⁽⁰⁾為原始非負數據序列：X⁽⁰⁾＝[x⁽⁰⁾(1),x⁽⁰⁾(2),...,x⁽⁰⁾(n)]，對X⁽⁰⁾進行一次累加生成操作，得到X⁽⁰⁾的1-AGO序列，X⁽¹⁾＝[x⁽¹⁾(1),x⁽¹⁾(2),...,x⁽¹⁾(n)]，其中，

對序列X⁽¹⁾進行緊鄰均值生成操作，得到X⁽¹⁾的緊鄰均值生成序列Z⁽¹⁾，其中z⁽¹⁾(k)＝0.5[x⁽¹⁾(k)+x⁽¹⁾(k-1)],k＝1,2,...,n；

得到GM(1,1)的灰色微分方程：x⁽⁰⁾(k)+az⁽¹⁾(k)＝u，以及相應的白化方程：其中，a為發展系數，u為灰色作用量；

進行a、u的求解：采用最小二乘法其中，Yn＝[x⁽⁰⁾(2)x⁽⁰⁾(3)...x⁽⁰⁾(n)]T；白化方程的解為相應的灰色微分方程的時間響應序列為：即k時刻的值

對序列進行累減生成操作，即累加生成的逆運算，記為IAGO，可得預測序列其中，

k+d時刻的預測值為：d為系統滯后時間。