物元可拓模型对内蒙古地区膨胀土判别的应用

近年来的工程实践发现,内蒙古地区自东到西均有膨胀土分布,如何正确认识并分析膨胀土的膨胀性以及正确对膨胀土进行分类,具有重要的意义。然而,仅仅运用单一指标的规范分类法对膨胀土进行简单的分类则显得比较单一。本文运用可拓理论对内蒙古地区膨胀土胀缩等级进行了分析,并且将预测结果与规范法进行了对比,对比结果表明,该方法对内蒙古地区膨胀土判别与分类有较好的适用性。这也说明物元可拓理论是一种比较科学的分类方法,它克服了规范等单一因子分类的不足,具有较好的实用性与可行性。     

饱和砂土地震液化判别的可拓聚类预测方法

基于可拓学的物元模型和聚类分析原理,提出了饱和砂土地震液化判别的可拓聚类方法。选取地震烈度、震中距、砂层埋置深度、地下水位、标贯击数、平均粒径、不均匀系数和动剪应力比等8个影响因素,作为饱和砂土地震液化的评价因子,构建了经典域物元和节域物元。应用物元理论和可拓集合中的关联函数,建立预测模型,通过聚类分析得到饱和砂土地震液化的判别结果。实例研究表明,该模型能客观地反映砂土的液化规律,可拓聚类预测方法应用于饱和砂土地震液化判别是有效可行的。     

GIS支持下基于可拓物元模型的边坡稳定性评价

边坡稳定性受多方面因素的影响,建立了多指标边坡稳定性评价的可拓物元模型。利用ArcGIS Engine二次开发平台实现了数据采集、数据管理、图形显示和评价结果可视化等功能,在此基础上集成了可拓物元模型分析模块。并通过一个实例进行了从数据录入、可拓物元模型分析到结果可视化显示等一系列操作的应用测试。     

基于可拓层次分析法的泥石流危险性评价研究

本文从系统理论出发,基于可拓层次分析法(EAHP),利用可拓工程方法,在物元模型理论的基础上建立了泥石流危险性评价的物元模型,并采用层次分析法计算物元模型中各评价指标的权系数。然后对美姑河流域牛牛坝公路泥石流沟进行了评价,得到牛牛坝公路泥石流的危险性为中度危险。结果表明该方法为泥石流危险性研究提供了一条新的思路和手段。     

基于物元可拓法的地下水水质评价——以梨树县平原区浅层地下水为例

鉴于水质评价指标的多样性和由单指标给出评价结果的不相容性,从物元分析和可拓集合的理论出发,建立了基于物元可拓法的地下水水质评价模型,以梨树县平原区浅层地下水为研究对象,进行了水质综合评价。综合关联度和可拓指数的计算结果表明,东辽河沿岸的孤家子、东河以及金山一带水质已遭受污染,局部地区水质有从Ⅱ级向Ⅲ级转化的趋势。通过与综合评分法的评价结果对比,验证了该评价模型的可靠性,它不仅可以客观地反映地下水水质总体状况,而且可定性地分析样本水质的变化方向,使评价结果更接近于实际情况。     

基于熵权物元可拓模型的冻土路基热稳定性评价

冻土路基热稳定性评价是一个复杂的工程评价问题.应用可拓理论,选取年平均地温、体积含冰量、天然上限、路基高度及路基走向5个影响路基热稳定性的主要因素作为冻土路基热稳定性的评价指标,将熵权法引入可拓学理论中,避免确定指标权重的主观随意性,从而建立熵权物元可拓模型,并将该模型应用于青藏铁路普通路基的热稳定性评价.将评价结果与青藏铁路现场监测系统中4个普通路基断面热稳定性监测结果进行对比,结果表明应用物元可拓模型可以得到比较可靠的路基热稳定性评价结果.因此,该评价方法可应用于冻土路基热稳定性评价.     

基于粗糙集的隧道围岩质量可拓学评价

将粗糙集理论与隧道岩体质量评价相结合,把权系数问题转化为粗糙集中属性重要性评价问题,建立了关于隧道岩体质量评价的关系数据模型。通过实际隧道岩体质量等级的权系数计算,对隧道岩体质量进行了基于粗糙集的隧道围岩质量可拓学评价,并将评价结果与实际的评价结果对比分析,认为基于粗糙集的隧道围岩质量可拓学评价能反映隧道岩体的工程特性。     

可拓学理论在工程地质评价中的应用

文摘将可拓工程方法与工程地质评价结合,在物元理论、可拓集合理论和关联函数运算的基础上进行关联度的计算,建立了工程地质评价的物元模型。运用此物元模型进行临港新城规划区的砂土液化评价,证明可拓学理论在工程地质多因素综合评价中的应用是可行的,并且具有定量与定性相结合、因地制宜的考虑所选取的因素等优势。     

可拓理论在矿区土地破坏程度评价中的应用

将矿区破坏土地、评价指标、指标现状结合为一体,利用可拓集理论,通过关联函数,给出了各评价指标影响矿区土地破坏程度的量化描述,进而确定了所选矿区土地的破坏程度,并结合Arcmap软件精确确定了不同破坏程度土地的面积;采用了集值统计的方法确定了物元特征权重,从而提高了评价的精确性;科学地确定了评价单元划分要求,使得评价结果更能指导实际工作,评价结果能够为矿区破坏土地的合理利用提供有利的依据,同时也证明了可拓理论在矿区土地破坏程度评价中的应用是可行的。     

基于AHP–物元可拓模型的顶板水疏放程度评价

为了科学合理地评价工作面顶板水疏放程度,分析了工作面涌水量预测值和疏放水观测值等要素,构建了顶板水疏放程度评价指标体系,划分了相应的评价等级标准,并利用AHP法确定了各评价指标的权重,建立了顶板水疏放程度的物元可拓模型。利用AHP-物元可拓模型对宁东煤田水文地质条件较为复杂的5个工作面顶板水疏放程度进行了评价,评价结果均为顶板水疏放程度好,并且各工作面已经实现了安全回采,实际情况与评价结果一致。AHP-物元可拓模型可以用于评价顶板水疏放程度,并且可以作为工作面采前水文地质条件评价的参考依据。      

地质环境复杂程度可拓评判法

地质环境复杂程度评价方法主要采用定性评价方法或者经验方法来评判,其评价结果具有过多的主观性因素。而可拓评判的方法是从可拓集合理论出发,引入模糊数学中隶属度的概念,选取主要影响因素并进行量化,建立多指标性能参数的综合评判模型,应用一种定量的指标权重的确定方法,以定量的方式表示评价结果。应用实例结果表明,该方法可以使评价指标最优化的接近场地的实际地质情况,有效避免主观因素的影响,评价结果有更高的可信度,具有推广价值和良好的应用前景,并可为相关规范规程的修订提供参考依据。      

矿区生态系统健康的可拓评价

建立了多层次多指标的矿区生态系统健康综合评价体系,并给出矿区生态系统健康等级标准以及相应评价指标的量值。应用物元概念和可拓集合关联函数,并采用层次分析法确定各评价指标的权重,构建矿区生态系统健康的可拓评价模型。将该模型应用于大同矿区的生态系统健康评价。通过关联度计算,得出该矿区生态系统健康的综合关联度为-0.023,健康等级为Ⅲ级,属于合格水平。该可拓学评价方法能够准确、科学地区分矿区生态系统健康的等级,为矿区生态系统保护措施的制定提供依据,具有实用性。      

膨胀土胀缩等级的效果测度分析

本文首次将效果测度分析方法应用在膨胀土胀缩等级判定分析的研究。选用某工程实例进行膨胀土胀缩等级的判定分析,取得了满意的结果。     

自适应模糊神经网络在膨胀土胀缩等级分类中的应用

针对膨胀土胀缩等级分类这一多因素评判问题,在分析自适应模糊神经网络原理及结构的基础上,利用减法聚类获得模糊推理规则数目,确定网络结构,建立了适用于膨胀土分类的自适应模糊神经网络,并将其应用于两个实际工程的膨胀土分类中,取得了良好的效果。研究结果表明,自适应模糊神经网络能实现BP网络和模糊综合评判的分类功能,而且比BP网络具有更透明的网络结构、比模糊综合评判更具学习功能,在膨胀土胀缩等级的分类中显示出较强的适用性。     

基于灰色关联度的可拓学理论在岩体质量评价中的应用

为了建立更好的岩体质量分级系统,改进传统岩体质量分级方法以及其它数学评价方法,结合红岩水库通航隧洞现场工程地质条件,建立了可拓学理论岩体质量分级评价的物元模型,并采用灰色关联度方法改进可拓学理论中求取各评价指标权重主客观因素考虑不充分的缺点.研究结果表明,采用灰色关联度法充分考虑了岩体质量评价的主客观因素,计算出的各指...     

基于粗糙集的膨胀土分级指标重要性分析

现行的膨胀土分级指标相互之间存在一定的关联,具有不同的重要性。提出了运用粗糙集理论完善和优化膨胀土胀缩指标体系的分析方法,通过计算膨胀土评判指标与评判结果的粗糙依赖度来确定评价指标的重要性。计算结果表明,自由膨胀率、膨胀力、50 kPa压力下的膨胀率和胀缩总率4个指标中,自由膨胀率是评判膨胀土胀缩等级的1个最重要的指标,膨胀力、50 kPa压力下的膨胀率和胀缩总率的重要性依次降低。所提出的分析方法为优化与改进膨胀土胀缩等级评判指标体系提供了合理而有效的依据。     

基于可拓学理论的围岩分级方法在变质软岩隧道中的应用

对可拓学中物元、可拓集合的概念进行了阐述,并以火车岭隧道为例,结合影响变质软岩区隧道稳定性的岩性、结构面、地下水等主要因素,选取钻孔岩芯质量、隧道埋深、地下水流量、饱和单轴抗压强度、结构面间距作为评价指标,同时选择3个典型岩段,建立相应的待评物元模型;对各评价指标及各围岩级别的关联度指标进行了计算,据此对3个岩段进行分级的结果表明,绿泥钠长石英片岩岩段为Ⅲ级,与原设计相符;绢云母石英片岩岩段为Ⅱ级,比原设计低一级;白云钠长石英片岩岩段为Ⅳ级,比原设计高一级.该分级方法与RMR法、Q法及公路隧道规范分级方法的对比结果表明,传统方法与现场条件存在较大误差,证明基于可拓学理论的围岩分级方法能较好地满足该围岩条件的要求,同时分析了传统围岩分级方法在该地质条件下应用的缺陷.     

荆门非饱和膨胀土的变形与强度特性试验研究

通过压力板试验,对比分析了荆门原状膨胀土与石灰改良土持水特征的差异性;应用非饱和土三轴仪,开展了原状膨胀土、石灰改良膨胀土与重塑膨胀土的变形及强度特性试验。结果表明：①石灰改良膨胀土与原状膨胀土相比,其进气值有显著降低,残余含水率显著升高,土-水特征曲线两个特征点的斜率较为平缓,说明其水稳定性较好,土体性状更为稳定;②原状膨胀土和石灰改良膨胀土在非饱和与饱和状态的应力-应变关系曲线均呈应变软化型,随净围压的增大,应变软化的程度趋缓;随含水率的减小,峰值应力增大,应力峰值点有所提前,应变软化现象更加显著。饱和重塑膨胀土的应力-应变关系呈应变强化型,非饱和重塑膨胀土则呈现为应变软化型,但其应变软化的程度较前两类土大为趋缓;③经石灰改性后,膨胀土强度参数值有大幅度提高,即使在湿化饱和后,石灰改良膨胀土仍保持了相对稳定的力学性质和较高的抗剪强度参数值。相比之下,无论是重塑膨胀土,还是原状膨胀土,对湿化作用均十分敏感,其强度参数值或波动较大,或整体水平较低。     

南阳膨胀土裂隙面强度试验研究

裂隙性是膨胀土的基本特性之一,膨胀土中原生裂隙面的存在往往导致膨胀土边坡的失稳。选取南水北调中线工程南阳段膨胀土进行裂隙面强度特性试验,提出了裂隙面强度三轴试验新方法。首次将计算机X射线断层扫描技术引入裂隙面的强度试验,通过测量裂隙面真实产状,准确分析裂隙面上的破坏应力,提出了裂隙面强度参数的整理方法。研究成果表明,裂隙面的峰值强度不仅远小于两侧土的峰值强度,而且也小于两侧土的残余强度;裂隙面强度较低的原因主要是其具有较高的含水率、蒙脱石含量以及颗粒排列定向度。地下水淋滤作用对于膨胀土裂隙面存在3个方面的影响：微观上使得膨胀土中铁的氧化物由三价转变为二价,形成与两侧土颜色完全不同的灰白色裂隙黏土;细观上改变了母体土的矿物成分和颗粒排列结构,使得裂隙填充物具有较高的蒙脱石含量和颗粒定向度;宏观上形成了裂隙面与两侧土体力学强度的显著差异。