[發明專利]一種基于信息變權重的地下工程巖爆烈度評價方法

在審

• 申請號: 202211287259.X
• 申請日: 2022-10-20
• 公開（公告）號: CN115618610A
• 公開（公告）日: 2023-01-17
• 發明（設計）人: 劉國鋒;慕浩奇;豐光亮;王藝皓;杜程浩;徐鼎平;梅楠;李勝峰
• 申請（專利權）人: 長安大學;中國科學院武漢巖土力學研究所;中國建筑第七工程局有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F30/17;G06F18/2321;G06N3/006;G06N7/01;G06F111/08;G06F119/14;G06F119/02
• 代理公司: 西安銘澤知識產權代理事務所(普通合伙) 61223
• 代理人: 田甜

1.一種基于信息變權重的地下工程巖爆烈度評價方法，其特征在于，包括以下步驟：

構建巖爆案例及對應巖爆指標信息樣本庫，獲取影響巖爆發生的多參量信息；

選取與巖爆烈度等級相關的多個預測評價指標，通過聚類分析的方法將巖爆指標信息樣本庫中各評價指標的數據綜合聚類，根據聚類結果構建巖爆樣本數據庫；

根據巖爆樣本數據庫中的各評價指標數據，確定各巖爆評價指標在不同巖爆等級下的隸屬函數；根據所構建的隸屬函數與常用經驗判據對巖爆樣本數據庫進行回判，通過巖爆烈度等級的吻合率對比結果，進一步確定各個巖爆評價指標對應的最終隸屬函數，進而構建出基于評價指標隸屬函數與權系數的巖爆概率預測公式；

利用粒子群智能算法獲取巖爆概率預測公式中各個評價指標的最優權系數；

根據巖爆預測評價指標的組合類型，確定巖爆概率預測公式中評價指標權系數更新原則，從而構建考慮多信息變權重的巖爆概率綜合預測公式；

將待預測區實際調查得到的巖爆評價指標信息輸入至相應評價指標組合下的巖爆概率綜合預測公式中，預測該區域潛在的巖爆烈度等級及發生概率。

2.根據權利要求1所述的一種基于信息變權重的地下工程巖爆烈度評價方法，其特征在于，所述構建巖爆案例及對應巖爆指標信息樣本庫，具體包括：

選取已建或在建工程中發生的巖爆案例構建巖爆數據庫，并收集與巖爆發生密切相關的工程地質條件、應力條件、巖石力學特性信息，構建巖爆案例及對應巖爆指標信息樣本庫。

3.根據權利要求1所述的一種基于信息變權重的地下工程巖爆烈度評價方法，其特征在于，多個所述預測評價指標，具體包括：

彈性應變能指數Wet、巖體完整性系數Kv、巖石單軸抗壓強度與圍巖最大主應力之比σ_c/σ₁、圍巖最大切向應力與巖石單軸抗壓強度之比σ_θ/σ_c和巖石單軸抗壓強度與巖石單軸抗拉強度之比σ_c/σ_t。

4.根據權利要求1所述的一種基于信息變權重的地下工程巖爆烈度評價方法，其特征在于，所述通過聚類分析的方法將巖爆指標信息樣本庫中各評價指標的數據綜合聚類，根據聚類結果構建巖爆樣本數據庫，具體包括：

將巖爆指標信息樣本庫中的各預測評價指標數據標準化；

將平方歐氏距離作為聚類的樣本距離；

將類間平均連接法作為聚類的類間距對巖爆指標信息樣本庫中的各評價指標數據進行聚類；

根據聚類的結果，剔除離散化較大的指標數據，得到最終巖爆樣本數據庫。

5.根據權利要求1所述的一種基于信息變權重的地下工程巖爆烈度評價方法，其特征在于，所述確定各巖爆評價指標在不同巖爆等級下的隸屬函數，具體包括：

將每個巖爆等級各巖爆評價指標信息的均值D作為各自等級巖爆的中心點和相鄰等級巖爆的分界點；

根據所構建的初步隸屬函數與常用經驗判據對巖爆樣本數據庫進行回判，通過巖爆烈度等級的吻合率對比結果，進一步確定各個巖爆評價指標對應的最終隸屬函數；

構建出各個指標對應不同巖爆等級的概率分布函數，具體包括以下步驟：

①當j為最高等級巖爆時，

②當j為最低等級巖爆時，

③當j為其他等級巖爆時，

式中P_ij為評價指標在不同巖爆等級下的概率分布函數，i為巖爆預測評價指標，j為巖爆烈度等級，D_ij為j等級巖爆樣本中評價指標i數據集對應的均值，X為實際觀測所得的的指標取值。