基于改进多因素相互作用关系矩阵的场址评价——以CSNS工程选址为例

工程场址评价方法中传统的权重确定方法无法反映多元地学信息之间的复杂关系,影响评价结果的客观公正。为更好地满足大型工程设施选址的需要,将传统多因素相互作用关系矩阵法由常权改进为动态变权并引入工程场址评价,提出工程场址适宜度(ESSI)评价方法和定量评价指标,通过分析影响因素间作用关系及其在不同时空下对系统整体的影响,确定其在系统整体评价中根据实际情况动态变化的变权,根据权重计算工程场址适宜度。将该评价方法应用于中国散裂中子源工程选址工作,使用6个影响因素在5个比选场址中的变权及常权分别评价工程场址适宜度并对比分析,确定第3场址作为工程建设场址。实践证明基于多因素相互作用关系矩阵的ESSI评价方法与指标更具科学性、合理性和实用性,以期为类似工程选址提供参考。     

煤的等温吸附实验中各因素影响分析

为完善煤的等温吸附实验方法,本文系统研究了粒度、压力、温度、平衡时间等对不同变质程度煤吸附性能的影响;分析了各因素对等温吸附实验结果的影响原因;确定了实验的最佳条件,并以此为依据建立了煤的等温吸附实验方法的主要技术参数。      

模糊多属性群决策在铁路系统评价中的应用

铁路系统的评估可看作为一个模糊多属性的群决策过程。本文利用先整体综合,再加权,最后决策的模糊折衷型群决策方法求解该问题。其中,在确定属性的权重时,运用质量功能配置思想,以乘客的需求为出发点,从而使得属性的权重更为客观;在确定多样性专家的评价权重时,同时考虑专家的权重和相对一致度两方面的因素,以使决策结果更符合客观实际。本文建立了一个利用质量功能配置思想来确定属性权重的模糊决策数学模型,是QFD思想和TOPSIS方法的有机结合。最后,实例应用表明该方法的有效性和实用性。     

灌区运行状况综合评价的方法研究

研究了使用模糊综合评价和灰色系统评价对灌区的运行状况进行综合评价的方法。在确定权重时,运用了博弈论方法将主观赋权法(层次分析法)和客观赋权法(熵值法)进行集化、融合,使得到的综合权重与各单一权重向量之间的偏差最小,该法消除了单一权重法的片面性,操作简便,便于实际应用。以山东省部分灌区为例,运用上述方法对其进行综合排序,结果表明,其排序结果基本一致,说明将这两种方法运用到灌区综合评价中是切实可行的。     

改进脆弱性指数法在煤矿底板突水评价中的应用

针对传统的AHP型脆弱性指数法在权重确定方面的不足,采用熵权法对其改进,将熵权法计算的客观权重与AHP法计算的主观权重进行加权平均,综合确定各主控因素诱发突水的权重比例。在综合分析长平煤矿水文地质资料的基础上,应用GIS建立主控因素专题图并进行归一化处理,运用基于GIS的改进AHP型脆弱性指数法确定各主控因素权重,建立井田西部3号煤底板奥灰突水危险性评价模型。利用自然间断点分级法确定了分区阈值,将研究区按突水危险性的相对大小分为5个区域。评价结果符合实际,对煤矿安全生产具有重要的现实意义。     

水资源系统等级评价的一种非参数方法

水资源系统等级评价是目前水资源系统工程研究的热点和难点之一,常规评价方法需要根据先验知识预先设定评价函数的具体结构形式,难以适应复杂多变的实际评价系统.为此,提出了一种非参数评价新方法(NGEM).NGEM无需假定评价函数的具体表达形式,直接挖掘评价标准数据本身所隐含的评价信息,它用基于加速遗传算法的投影寻踪方法客观地确定各指标权重,用非参数回归方法建立评价函数.实例计算结果说明,NGEM直观简便、有效通用,在各种系统预测与模拟中也具有应用价值.     

模糊数学在岩质边坡稳定性分析中的应用

模糊评判法作为一种评价边坡稳定性方法,其关键在于能否准确地建立评价模型,是否能准确建立模型的重点在于隶属度与各评价因子权重的确定。在实际工程中,几乎所有研究者都是采用专家打分法来定权重。虽然这一方法应用广泛,但是主观性太强,不够客观合理。采用判断矩阵分析法来确定评价因子的权重,用二级模糊评判对某工程实例进行计算分析,结果表明用该法确定权重简便,亦能较好反映边坡所处状态。     

对比加权评分法在边坡治理方案优选中的应用

通过对量化指标和定性指标的评分,用对比法确定各因素权值,用加权评分法对各方案进行优选,得出最优方案。以实例分析了该方法的应用,计算结果表明：该方法简易可行,减少了目标的客观权重与实际情况之间的误差。     

滑坡危险度区划方法及其应用

在滑坡研究的基础上总结了滑坡危险度区划的研究方法。建立了综合因素分析和本底因素评价的指标体系,提出了综合因素叠加法、本底因素贡献权重叠加法和本底因素模糊判别推理法的区划模型,介绍了这些方法的应用及试验结果。还对滑坡危险度区划研究中存在的3个主要问题进行了讨论：评价指标数量选择、最佳权重确定方法和危险性等级划分的标准。     

模糊模式识别在成矿预测中的应用

本文在模糊模式识别的理论基础上,提出了矿床预测的一种数学方法.基于F-PFS法,在特征因素和权重的调整下求出最佳分类.聚类中心即为标准模式.按单因素判对率作为该因素权重(逆距离权重),依标准模式模糊向量与已知单元模糊向量之间确定关系产生不等式方程组求解各因素的权重(距离权重),从而实现单元的贴近度识别.从鄂东南地区铜及多金属矿的预测表明,这类方法是有效的.     

基于整体稳定性分析法的边坡临界滑动面搜索

临界滑动面搜索是边坡稳定分析中很重要的内容,针对现有方法的不足,提出了一种新的搜索方法。基于边坡稳定性的整体分析法,建立了确定临界滑面的非线性优化模型。该模型将滑面离散点的纵坐标和安全系数都视为独立变量,目标函数取为安全系数本身,约束条件是平衡方程组和滑面凸性。由于目标函数是线性函数,约束条件至多是二次多项式,非线性程度较低,可采用经典优化算法和常见的非线性优化工具求解,比如Matlab。通过实例分析并与传统的滑面搜索方法进行对比表明,所建议的方法在数值稳定性及收敛性方面均具有优势。     

A generalized procedure for the optimum design of nailed soil slopes

A new method is proposed for the optimum design of nailed soil slopes. A rigorous method of stability analysis, namely the Janbu's method, is modified in the limit equilibrium formulation, considering the effect of reinforcement. Only the tensile resistance of the reinforcement is included and the effects of shear and bending neglected. The total reinforcement force required to raise the factor of safety to a desired value has been minimized with the inclinations of the reinforcement and the distribution of the reinforcement forces as decision variables. In order to illustrate the efficacy of the proposed method, the results are compared with the available solutions. The effect of the number and relative locations of the reinforcements on the amount of reinforcement required, is studied. The lengths of reinforcement required to raise the factor of safety to various desired values and the corresponding optimum designs are presented. The acceptability of the critical surface is verified, by ensuring that the shear and normal stresses are positive along the critical surface.     

土坡圆弧临界滑面的网鱼算法

提出了一种新的搜索土坡临界滑面的优化方法——网鱼算法。该方法原理简单,具有较强的全局寻优能力。网鱼算法首先通过对较大范围内试算滑面作计算,得到局部最优值,然后再以局部最优为初值进行小范围、高密度的搜索,从而确定临界滑面。实例证明,该方法适用于复杂土坡的临界滑面搜索。      

基于Bootstrap方法的岩土体参数联合分布模型识别

小样本容量岩土体参数最优联合概率分布模型的识别是一个富有挑战性的问题。基于Bootstrap提出了小样本容量岩土体参数最优边缘分布函数和最优Copula函数识别方法。简要介绍了岩土体参数联合概率分布函数构造的Copula方法,采用AIC准则识别最优的边缘分布函数和Copula函数。将识别结果表示为不同备选边缘分布函数和Copula函数为最优边缘分布和最优Copula的权重系数集合,以基桩荷载-位移双曲线参数试验数据为例证明了所提方法的有效性。结果表明：基于小样本容量岩土体参数试验数据估计的样本均值、标准差和相关系数具有较大的离散性,这种离散性进一步导致了统计量AIC值存在较大变异性。提出的基于Bootstrap的最优边缘分布函数和最优Copula函数识别方法不仅可以有效地考虑统计量AIC值的变异性,而且能够综合地反映不同备选边缘分布函数和Copula函数为最优边缘分布和最优Copula函数的概率,为小样本容量岩土体参数最优边缘分布函数和最优Copula函数的识别提供了一条有效的途径。     

边坡岩体质量分级的模糊层次分析

边坡岩体质量分级是一个涉及到水文地质、工程地质、开挖条件、岩石力学等诸多因素的复杂地质问题。本文把模糊层次分析法综合应用于边坡岩体质量分级,利用层次分析法划分影响边坡岩体质量各因素的层次结构,用模糊分析法来确定各因素的权重。同时建立了与之相适应的各因素评分准则与边坡岩体质量评分准则。按照研究的成果,对一个具体实例进行了分析并与其他方法进行对比,验证的成果有效性,拓展了岩体质量分级理论的研究思路。     

关于黄土湿陷性评价和剩余湿陷量的新认识

在总结诸多大型浸水现场试验成果的基础上,提出了一些关于湿陷性评价方法和剩余湿陷量合理控制等问题的新认识,目的是为了修正自重湿陷性黄土场地的自重湿陷量计算值与其实测值之间的差异,并减小地基处理深度。在获取自重湿陷量的计算值时,引进了一个深度修正系数?,使自重湿陷量和湿陷量的计算值接近实测值,这在一定程度上降低了较深部位黄土的剩余湿陷量。在获取湿陷量计算值时,提出了扩大湿陷系数阈值(0.015)的方案,并与深度修正系数?联合使用,达到了扩大湿陷量的计算值和降低较深土层的剩余湿陷量的目的。提出了大厚度自重湿陷性黄土场地的湿陷临界深度的概念,通过若干资料将其初步确定为20²5 m之间,结合深度修正系数和扩大湿陷系数阈值方法,使用湿陷临界深度概念,可以更为有效地降低较深土层的剩余湿陷量。新的研究思路可为自重湿陷性黄土场地的类似工程和黄土规范的修订提供一定的参考。     

露天矿边坡破坏概率计算混合遗传算法

将数值优化中的Powell法引入遗传算法中 ,提出了一种新型的混合遗传算法 ,并针对新疆雅满苏露天铁矿上盘边坡 ,提出了一种新的露天矿边坡破坏概率分析方法 ,计算结果表明本文方法准确可靠 ,克服了传统方法易陷于局部最优解的缺点。     

泡沫轻质材料试验研究的均匀设计方法及配方优化

泡沫轻质材料是一种用于岩土工程的新型材料。采用均匀试验设计方法进行材料的配方试验,运用多元非线性回归方法进行方差分析,分析了试验因素的主效应和因素间的交互效应,并建立有约束的非线性规划问题,采用最优化方法进行寻优计算,得出满足工程要求的最优配比。     

基于强度折减的泥浆护壁槽局部稳定性计算及影响因素

复杂地层中地连墙槽壁的稳定性直接关系到墙体的施工质量,研究土层特性及泥浆重度对槽壁局部稳定性影响具有重要意义。基于泥浆护壁槽局部失稳机制研究,构建以极限分析上限法为理论基础的失稳模型,结合非线性Mohr-Coulomb破坏准则,引入强度折减法推导得到了泥浆槽壁局部稳定安全系数和临界高度的计算公式。结合实际工程案例,运用本文方法、线性Mohr-Coulomb准则方法及Han et al.（2012,2013）的方法,对比分析了槽壁局部稳定安全系数和临界高度随泥浆重度及夹层特性参数变化的影响规律。3种方法的计算安全系数均随泥浆重度的增加而增大,随软弱夹层厚度及重度的增加而减小,随夹层土体黏聚力及抗压强度的增大而增大。相同条件下本文方法对泥浆重度变化敏感性体现较好,计算安全系数合理可靠且普遍最小。与线性Mohr-Coulomb准则方法比较可知,夹层土体材料的非线性特征仅影响破坏区域的体积大小,对区域形状基本无影响。     

基于粗糙集条件信息熵的山岭隧道坍塌风险评价

坍塌是山岭隧道施工过程中主要灾害之一。由于影响坍塌的因素众多,且各因素所占的权重差异较大,甚至有些因素是不必要或冗余的。目前常用的评价方法不但未对这些不必要或冗余的因素进行筛选,而且权重的确定过于依赖专家经验和主观赋值,导致风险评价结果精度低、可靠性差。基于此,应用粗糙集理论在数据挖掘、指标筛选和重要性计算方面的优势,将山岭隧道坍塌风险评价构建为粗糙集的决策信息表。但工程试验发现,基于传统依赖度的属性约简及权重计算不能满足要求,存在计算权重为0或约简结果过多,无法取舍的问题。针对以上问题,提出了一种基于条件信息熵的计算方法,该方法将条件信息熵引入到属性重要度和权重的定义中,同时以最重要的条件属性为起点,逐步增添属性,实现属性约简。所建立的方法既能从大量影响因素中,提取出主要影响因素,剔除相对冗余或不重要的因素;同时又能计算得到各因素的客观权重。最后结合模糊综合评价法,建立了基于粗糙集条件信息熵的山岭隧道坍塌风险评价模型,并成功应用于秀村隧道中,表明该模型可靠、实用,为山岭隧道坍塌风险评价提供一条新的研究思路。