基于模糊数学建立围岩可掘进性分级方法研究
国内外关于围岩分级的新进展_马光能
综合论述■
国内外关于围岩分级的新进展
马光能，缪天福，武国荣 （云南腾飞公路勘察设计有限公司，云南 昆明 650213）
摘 要 围岩分级对于正确地进行隧道的设计和施工十分重要。我国的围岩分级起步较晚，直至上个世纪 90 年代才颁布了自己的公路隧道围岩分级标准。发展至今围岩分级已经有很多方法。本文对现有的，特别是最近的围 岩分级方法进行总结和分析，提取其精华，并进行比较，对施工和设计有一定的指导作用。
关键词 工程岩体；隧道；围岩分级；方法；进展
１ 围岩分级的发展历程
级修正值［ＢＱ］ ，在考虑定性分级的基础上，据此重新进行岩体
我国工程岩体分类研究起步较晚，从上世纪 ５０ 年代至 分级。该分类方法从定性、定量两个角度出发，涉及的因素较
７０ 年代中期，主要以岩体风化程度作为岩体工程地质分类标 多，对影响围岩稳定性的分析较为全面。
３ 熵度量法在地下工程围岩稳定性分级中的应用
Ｓｈａｎｎｏｎ （１９４８）提出了熵的概念，其代表着关于“不确定 性”的一种度量，之后 Ｊａｙｎｅｓ （ １９５７）提出了描述这种不确定 性的数学方法即极大熵原理。
熵度量法主要基于以下思路：进行多指标评价时，首先由 专家调查法或检查表法确定各个指标可能熵 Ｈ 和熵权 ωｉ ， 进而求出风险矩阵 Ｒ，建立风险分析的熵度量模型。在（ｍ，ｎ）评 价问题中，评价问题的风险值可按下式计算：
准和建基面选择依据，并将这种分类列入《水利水电工程地 ２．１ 定性特征评价及初步分级
质勘察规范》（ＳＤＪ１４－７８）。中国科学院地质研究所谷德振教授
首先进行掌子面现场地质调查，查明岩石的成分、结构及
为首创建了“岩体工程地质力学”理论及研究方法。目前我国 其成因，岩石风化作用的程度，以及岩石受水作用后的软化、
岩体风化分级的模糊综合评价
进行高层次的综合评判。 例如，对教师教学的评估可以看成二层的综合评判问题。
因素集为U = {U 1(授课)，U2 (辅导)，U3(批改作业)} 评判集为 V = {V1(很好)，V2 (较好)，V3(一般), V4 (较差)}
岩体风化分级的模糊综合评价
王晓华
辽宁工程技术大学土木建筑工程学院，辽宁阜新（123000）
E-mail：hzywxh2434@
摘 要：岩体按风化程度划分的方法，长期以来主要采用凭借肉眼观察和经验的定性分析方 法，其结果存在很大的主观性。近年来采用了定性—多指标定量综合分析的方法，其中的模 糊数学评价岩体风化程度的方法已经得到广泛的关注和应用。本文介绍了模糊综合评价的基 本方法，并探讨了多级模糊综合评判方法在岩体风化程度划分中的应用。由于岩体按风化程 度划分为强、弱、微风化等类型，可以认为各类风化岩体实际上是一个模糊集合，其内涵和 外延具有不分明性，在各类集合间处于中间过渡状态的岩体其分界点也是一个模糊界限，因 此可以通过模糊数学理论来解决。 关键词：岩体；风化分级；模糊综合评定
为了在保证工程质量的前提下，根据建筑物的要求，合理地确定基岩的利用高程，减少 岩石工程施工中的剥离量，以节省工程投资，加快施工进展，对岩体风化程度进行研究是非 常必要的。各类风化岩体实际上是一个模糊集合，其内涵和外延具有不分明性，在各类集合 间处于中间过渡状态的岩体其分界点也是一个模糊界限。因此，岩体风化程度的划分可以考 虑用模糊数学理论解决。
3. 对岩体风化程度的双层模糊综合评判举例说明
某岩体位于河漫滩覆盖层，该岩体所含矿物蚀变明显，其中的黑云母呈金黄色，岩石颗
公路隧道施工期围岩快速分级的一种新方法
ｎ ｅ ｌ ｇ ｒ ｏ ｕ ｐ ｃ ｏ ｎ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ Ｊ ｉ ｈ ｕ ａ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ Ｎ ｉ ｎ ｇ ｊ ｉ ｅ ｘ ｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ｗ ａ ｙ ．Ｉ ｔ ｐ ｒ ｏ ｐ ｏ ｓ ｅ ｓ ａ ｎ ｅ ｗ ｃ ｌ ａ ｓ ｓ ｉ ｆ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ａ ｓ ａ ｋ ｉ ｎ ｄ ｏ ｆ ｉ ｍ — ｐ ｒ ｏ ｖ ｅ ｄ ｎ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ｓ ｔ ａ ｎ ｄ ａ ｒ ｄ Ｂ Ｑ ｃ ｌ ａ ｓ ｓ ｉ ｉ ｆ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ． Ｔ ｈ ｅ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｉ ｓ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｍ ａ ｎ ｙ ｉ ｆ ｅ ｌ ｄ ｔ ｅ ｓ ｔ ｓ ａ ｎ ｄ ｉ ｎ ｄ ｏ ｏ ｒ ｅ ｘ ｐ ｅ ｉ ｒ ｍ ｅ ｎ ｔ ｓ ．
级 实践 ， 在大量现场测试和室内试 验的基础 上 ， 提出了一种基于国标 Ｂ Ｑ分级 的新分级体系 ， 并给 出了每个 分级指标 的现场 快 速测试方法 。用新分级体 系进行隧道施工期 围岩的快速分 级工作 ， 并 以分 级结果作 为进化支持 向量 回归算法分 级的训练 样 本， 建立 了隧道围岩分级的进化支持向量 回归智 能模型 。为 了方便现场使 用 ， 依 据支持 向量 回归理论 ， 将 智能模 型进一步 转
化 为初 等函数数 学模 型 ， 经隧道围岩分级实例验证了该初 等函数数学模 型的准确 性 ， 为 隧道 施工期 围岩快 速分级提供 了一 种
简便 的 新方 法 。
关键词 隧道工 程
中图分类号 ： 量 回归算法
智能模型
数学模 型
文献标识码 ： Ａ
ｓ ａ ｍｐ ｌ ｅ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｅ ｖ ｏ ｌ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｒ ｙ ｓ ｕ ｐ ｐ ｏ ｒ ｔ ｖ ｅ ｃ ｔ ｏ ｒ ｒ ｅ ｇ ｒ ｅ ｓ ｓ ｉ ｏ ｎ （ Ｓ Ｖ Ｒ） ａ ｌ ｇ ｏ ｉ ｒ ｔ ｈ ｍ ｉ ｎ ｏ ｒ ｄ ｅ ｒ ｔ ｏ ｅ ｓ ｔ ａ ｂ ｌ ｉ ｓ ｈ ｔ ｈ ｅ ｉ ｎ ｔ ｅ ｌ ｌ ｉ ｇ ｅ ｎ ｔ ｃ ｌ ａ ｓ ｓ ｉ ｉ ｆ ｃ ａ －
主要完成单位及创新推广贡献、推广应用
根据河北省科学技术厅要求，需要对拟推荐项目主要完成人所在单位进行内部公示，公示内容包括项目名称、推荐单位（专家）、项目简介、主要完成单位及创新推广贡献、推广应用及经济社会效益情况、曾获科技奖励情况、代表性论文专著目录、主要知识产权证明目录、主要完成人情况表。
公示内容一、项目名称：高烈度区复杂地层条件茅坪山隧道稳定性控制技术研究二、推荐单位：河北省教育厅三、项目简介：本项目围绕高烈度区复杂地层条件隧道稳定性控制技术问题，通过产学研结合进行技术攻关和工程应用，攻克了系列技术难题，提升了我国隧道穿越复杂地质条件稳定性控制技术水平，促进了复杂地层隧道快速掘进技术的发展。
主要研究内容和技术成果如下：1.基于模糊数学理论，考虑地下水、地形地貌、岩性和降雨等因素，建立了富水破碎充填岩溶隧道涌水风险评判模型，提出了岩溶隧道涌水风险分级方法。
2.创新性应用了“大管棚+小导管+中台阶拱脚纵梁加固+超短三台阶法+浮力自动启闭单向反坡排水+废水循环再利用”技术体系，解决了高烈度复杂地层条件隧道结构稳定、变形有效控制及自然环境保护的技术难题。
3.分析了高烈度活动断层隧道抗震减震机理，优化了活动断层区段全环间隔注浆加固参数，研发了充气堵水注浆止水装置，丰富了我国高烈度富水活动断层区隧道设计和处治方法。
4.基于位移突变理论和空间变形监测技术，创建了富水软岩隧道变形控制基准，提出了软弱围岩隧道超前支护、掌子面加固、拱脚稳定、支护补强和空间变形监测反馈等变形控制综合施工技术。
五、推广应用及经济社会效益情况：该成果总体水平达国际先进水平，处于成熟应用阶段，主要应用高烈度复杂地层高速铁路隧道施工中，对公路、水工隧道修筑也有一定指导意义。
本项目自2011年01月开展研究，成功应用于沪昆客专贵州段10余条隧道修筑过程中，最大限度地保护了周围环境，实现了复杂地层隧道高效、安全、快速修筑，社会效益显著，通过应用课题组一系列研究成果，直接经济效益显著。
巷道围岩类别及可靠性的模糊数学方法
巷道围岩类别评价及其控制的模糊数学方法陈彦军摘要：巷道围岩的类别是矿井煤柱尺寸及支护设计的基础，以往设计中考虑的因素不够全面且受主观性因素影响较大，造成后期巷道维护困难，影响工程进度。
本文采用模糊数学方法对巷道围岩分段进行模糊评价，寻求各评价因子的隶属函数，以现场实际条件确定各评价因子的权重，建立模糊关系矩阵，分段进行巷道围岩类别评判，提出的控制方法在现场是可行的。
关键词：围岩类别 模糊数学 权重 隶属函数 控制方法煤矿井工生产处在一个不断发生变化的环境中，巷道围岩的稳定与否直接影响着巷道的失修率，而巷道围岩的稳定性受多种因素影响，比如顶底板岩性、埋深、支护效果、与邻近工作面的空间关系、掘巷方法及时间等。
因此，为实现矿井的安全高效发展，需要全面、准确地对巷道围岩稳定性进行评价，并适时制定相应的安全措施。
内于地质采矿技术条件的复杂多变，矿山建设与生产的决策目标往往是多目标的，且受经验评价和主观评价的影响极大。
由于巷道围岩稳定性具有非线性和时变的特性以及状态、参数量测的不确定性和不精确性，致使巷道围岩类型是一个典型的随机性、模糊性问题。
而应用模糊集合理论能较合理地深刻地揭示巷道围岩变形的本质和规律性，并能对围岩类型作出较准确可信的判定[1~3]。
1 模糊评价理论原理1.1 模糊数学模型确定因素（指标）集合{}n y ,,y Y y 12=⋅⋅⋅,，它的元素是所要研究对象的n 种因素或指标，有很明确的特征。
确定评判集合{}m v ,,v V v 12=⋅⋅⋅,，本文将评判集合的元素个数和名称确定为5个，即稳定易控制v 1、较稳定较易控制v 2、较不稳定较难控制v 3、不稳定难控制v 4、极不稳定极难控制v 5。
模糊评判矩阵R ，对单因素i y 的模糊评判为(),,,i i i im f u r r r 12()=⋅⋅⋅，这n 个模糊评判导出V Y ⨯上的模糊关系R ~，R 的模糊关系矩阵{}r ij n mR ⨯=称为模糊评判矩阵。
基于模糊神经网络的隧道围岩分级系统
基于模糊神经网络的隧道围岩分级系统
田军
【期刊名称】《湖南交通科技》
【年(卷),期】2007(033)004
【摘要】将模糊集和神经网络相结合,用神经网络结构来实现模糊系统,并采用神经网络学习算法调整模糊系统的参数,提出了隧道围岩分级系统模型.根据收集到的围岩分级资料作为样本来训练和检验网络模型,并与BP网络模型结果进行比较.计算结果表明该系统可方便有效地实现隧道围岩分级,为工程施工提供依据.
【总页数】4页(P104-107)
【作者】田军
【作者单位】湖南省怀新高速公路建设开发有限公司,湖南,怀化,418000
【正文语种】中文
【中图分类】U451
【相关文献】
1.vfb基于补偿模糊神经网络的立式转鼓水果分级系统设计 [J], 曹乐平;谢培甫
2.基于均匀设计差分法和模糊神经网络的隧道围岩物理力学参数反分析 [J], 郝哲
3.岩溶隧道围岩分级系统研究 [J], 靳晓光;柴贺军;贾学明;管洪良;
4.基于MySQL数据库的公路隧道围岩云分级系统 [J], 柳厚祥;蒋婷婷;李易承
5.2013年—2018年基于改良版Robson分级系统的北京通州区剖宫产率变化情况 [J], 韩娜;林力孜;金楚瑶;包鹤龄;王海俊
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基于RMR对围岩模糊分级参数权重的正交分析
６ １ １ ２００ ６ １ １ ２００ ６ １ １ ２００
卢国胜（９ ４ ， ， １６ 一）男 硕士生导师 ， 副教授 ， 西南科技大学环境与资源学院 ， ｔＩ绵阳 ＩＪＩ ￣
｛ 背 摹
邓 星 ：于 对 岩 糊 级 数 重 正 分 等基 Ｒ 围 模 分 参 权 的 交 析
．０ ・ ３ ５
详细说 明。岩石强度指标 有 ７ 个分 值 ， 可根据经验将后 三个 ５ 数 据分析 与计 算 我们 分值合并成 一个条件 ， 在计算时都赋 予分值 ２ 。这样 ６个评 价参 ５． 直 观 分 析 １ 数都具有 ５个水平 ， 正好符合正交表 Ｌ ５ ） （ 的排列方式。 正交试验设计 的直 观分析 是通过 简单计 算各 因素水平对 试 表 １ 岩石指标评分标准 验结果的影 响， 过极 差分 析 、 通 综合 比较 ， 后 确定 优化 生产 方 最 强度／ Ｐ ＞ ０ ２ｏ １０ １ ～ ０Ｊ ０ ２ ２￣１ ｌ ０ ３ ｌ＜ Ｍ ａ ２０ ０～ ０ ０ ５ ５～ ５ｌ ５ ０ １－ ３ ０ 案， 计算在正交表上进行 。正交表是正交试 验设 计的最基本最 重 Ｒ评 １ １分 ５ １ ２ ７ Ｉ ４ ｌ ２ Ｉ １ ｌ０ 要 的工具 。计 算方法如表 ２ 示 ， 所 首先 将试验结果算 出列 于表 ２ ＲＱＤ／ ％ １ Ｏ ９ ０～ ０ ９ ～７ ０ ５ ７ ～５ ５ ０ ５ ～２ Ｏ ５ ＜ ２ ５
基于 Ｒ ＭＲ对 围岩 模糊 分 级参 数 权 重 的正 交分析
邓 星 卢 国胜 姜 涛
摘
．
要： Ｒ 以 ＭＲ评分标准为模型构造正交试验 ， 通过数据分析得 出 围岩参数 的权重次 序， 出此法为 围岩模糊分 类的 指
权值确定提供 了客观 的理论依据 ， 得围岩模糊分 类法更加实用 可行 。 使 关键 词 ： 权重 ， 正交试验设计 ， 围岩模糊分 类， ＭＲ评分 法 Ｒ 中图分类号： ５ ． Ｕ４６ ３ 文献标识码 ： Ａ
基于模糊综合评价模型的围岩稳定性分析
注： 摘 自《 水 利 水 电施 工 组 织设 计 手 册 》 （ ２ ） 。
在 实 际应 用 上 述 成 果 时 ， 存 在两方 面 的问题 ： 一 是 该 表
没 有 反 映 不 同 因 素 及 不 同指 标 在 决 定 围 岩 稳 定 性 状 态 时 的 权 重 。显 然 ， 不 同的因素间 、 不 同 的 指 标 间 对 围岩 稳 定 性 的
作 者简介 ： 覃 曼（ １ ９ ８ ３ 一） ， 女， 湖 北 宜 昌人 ， 三 峡 大 学研 究生 。
一
１ ９ ６ 一
现 代商 贸工业
Ｎ ｏ． ２０， ２ Ｏ１ ３
Ｍｏ ｄ ｅ ｒ ｎ Ｂ ｕ ｓ ｉ ｎ ｅ ｓ ｓ Ｔ ｒ ａ ｄ ｅ Ｉ ｎ ｄ ｕ ｓ ｔ ｒ ｙ
种 地质力学 参数 。在水 利 水 电工程 领 域 ， 曾 将 地 下 工 程 围 次 分 析 法 确 定 不 同 因 素 间 和 不 同 指 标 间 的 权 重 关 系 。对 于
岩 分类作 为“ 六 五” 期 间 的攻关 课题 ， 最 终 的 成 果 确 定 了 围 后 者 可 以 利 用 模 糊 数 学 建 立 指 标 范 围 与 稳 定 性 状 态 的 隶 书 岩 分 类 的相 关 因 素 和 不 同 稳 定 性 状 态 所 对 应 的 指 标 范 围 ， 度 函数关系 ， 从 而 更 客 观 地 表 达 出指 标 取 值 对 应 的 稳 定 性 详 见表 １ 。
摘
要： 在水利 水 电工程的地 下工程 施工 中， 根据 围岩稳 定性 分类 确定 围岩 开挖 、 支护 施工 措施 和施 工参数是 行之 有
效 的手 段 。在 水 利 水 电工 程 领 域 ， 取 得 了根 据 工 程 地 质 力 学 参 数 进 行 围岩 分 类 的 成 果 ， 但 在 应 用 中存 在 一 定 的 问题 。 经 过 研 究， 建 立 了模 糊 综合 评 价 模 型 ， 用 以 确 定 围岩 稳 定 性 状 态 ， 实践 证 明 具 有 更 强的 合 理 性 。
模糊模式识别理论在洞库围岩分类中的应用
模糊模式识别理论在洞库围岩分类中的应用
才博
【期刊名称】《河北工业大学学报》
【年(卷),期】2000(029)003
【摘要】对围岩分类进行合理评价,从而制定围岩不良地质现象的防治措施,对顺利施工和安全使用具有重要意义.应用模糊模式理论对洞室围岩分类进行评价,根据模糊模式理论针对实际工程问题,建立模糊数学模型,通过计算分析结果表明,评判结果与实际情况相一致.证明该方法合理可靠,是围岩分类趋于定量分析的有效途径.【总页数】3页(P99-101)
【作者】才博
【作者单位】海军工程设计研究局勘测大队,河北,高碑店,074000
【正文语种】中文
【中图分类】U415.6
【相关文献】
1.数量化理论Ⅰ在TBM施工围岩分类中的应用 [J], 巫世晶;公志波;刘清龙
2.试井理论在洞库水幕效率试验中的应用 [J], 张龙;陈刚;胡成
3.属性数学理论在公路围岩分类中的应用 [J], 刘金和;刘金海
4.块体理论在某地下洞库围岩稳定性分析中的应用 [J], 徐大宝
5.模糊理论在公路隧道围岩分类中的应用研究 [J], 李围
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211021686_基于模糊数学的岩体力学参数折减方法
２０２３年第３期／第４４卷 矿业工程力最大，其次为方案３，方案１的最大主应力最小。
２）数值模拟计算结果表明，主要岩层移动位置出现在采空区的上方，越靠近采空区，围岩的变形值越大；反之，距离采空区距离越远，围岩的变形值越小；且上盘水平位移值大于下盘的水平位移值，位移云图呈不对称的形状；方案１、方案２和方案３的地表最大沉降值分别为１２４．１６ｍｍ、２６０．４７ｍｍ和１８４．９４ｍｍ，地表最大水平位移分别为２９．７４ｍｍ、４６．１４ｍｍ和６５．０８ｍｍ。
３）当采用分段空场嗣后充填采矿法只开采－１００～－４００ｍ矿体，或采用上向水平分层充填采矿法对－４０～－１００ｍ矿体进行开采时，导水裂隙带距离地表高度大于１００ｍ，地表河流处于相对稳定状态；当采用分段空场嗣后充填采矿法对－４０～－１００ｍ矿体进行开采，塑性区范围显著增加，导水裂隙带距离地表距离相对较近，因此，建议－４０～－１００ｍ矿体不开采或采用上向水平分层充填采矿法进行开采。
４）工程应用结果表明，目前矿山开采过程中，地表仍处于相对稳定的状态，但后期应加强监测，实时对地表的安全性进行分析。
［参考文献］［１］ 李云涛，付煜，任海龙，等．眼前山铁矿露天转地下开采边坡破坏过程及破坏机理研究［Ｊ］．采矿技术，２０２２，２２（２）：６１－７０．［２］ 牛淑慧．迤纳厂铁铜矿采空区及地表稳定性现状评价分析［Ｊ］．昆明冶金高等专科学校学报，２０２１，３７（３）：５０－５３．［３］ 张康顺．瓮福磷矿穿岩洞矿段地下开采对边坡稳定性的影响研究［Ｄ］．贵阳：贵州大学，２０２１．［４］ 逄铭璋，张爱民，任鹏召，等．某矿深部开采对地表及竖井稳定性影响研究［Ｊ］．中国矿山工程，２０２１，５０（６）：１６－２０．［５］ 张超，宋卫东，付建新，等．深部复杂金矿体充填开采对地表建筑物稳定性影响［Ｊ］．东北大学学报（自然科学版），２０２１，４２（８）：１１４３－１１５１，１１５８．［６］ 刘明宇，王荣林，刘发平．某铁矿地下开采对地表设施的稳定性影响分析［Ｊ］．现代矿业，２０２１，３７（７）：２５４－２５７．［７］ 丁飞，付俊，周罕，等．河流下开采岩层移动及地表变形预测研究［Ｊ］．矿冶工程，２０１９，３９（５）：１４－１６，２１．［８］ 刘仁冬，解联库，于世波．某硫铁矿地下开采地表变形预测及影响评价［Ｊ］．有色金属（矿山部分），２０１３，６５（１）：４０－４３．［９］ 吕文玉．河流下条带充填开采可行性分析［Ｊ］．煤矿安全，２０１３，４４（１１）：２０１－２０３．［１０］ 陈嘉生．水域动载荷条件下复杂矿体开采安全技术［Ｄ］．长沙：中南大学，２０１０．［１１］ 闫照存．黄土沟壑区多工作面开采地表形变破坏分析与评价［Ｄ］．西安：西安科技大学，２０２１．［１２］ 陈玉平，邓喀中．皖北矿区河流下煤炭安全开采技术［Ｊ］．煤矿安全，２０１２，４３（７）：１８２－１８４．［１３］ 崔景文．地表河流水体煤柱回采可行性研究及开采措施［Ｊ］．煤炭技术，２００９，２８（６）：７０－７２．［１４］ 宋霁洪，于灯凯，孙洋，等．开采扰动下三圣铁矿渗流特性及涌水风险分析［Ｊ］．黄金，２０２２，４３（１１）：４３－４６．ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄｍｉｎｉｎｇｏｆａｍｉｎｅｏｎｔｈｅｓａｆｅｔｙｏｆｔｈｅｒｉｖｅｒｓｏｎｔｈｅｓｕｒｆａｃｅＸｕＺｈａｏ牗ＳｈｅｎｚｈｅｎＳｈｉｈｅＳａｆｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＣｏｕｎｓｅｌｉｎｇＣｏ．牞Ｌｔｄ．牘Ａｂｓｔｒａｃｔ牶Ｉｎａｃａｓｅｓｔｕｄｙｏｆｏｎｅｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄｍｉｎｅ牞ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｃｏｎｄｉ ｔｉｏｎｓａｎｄｍｉｎｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ牞ｔｈｅｔｙｐｉｃａｌｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎｌｉｎｅｓｅｃｔｉｏｎｉｓｔａｋｅｎａｓｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｓｕｂｊｅｃｔ．ＡｎｕｍｅｒｉｃａｌｍｏｄｅｌｉｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｆｉｎｉｔｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓｏｆｔｗａｒｅＦｌａｃ３Ｄ牞ａｎｄｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄｍｉｎｉｎｇｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｃｈｅｍｅｓｏｎｔｈｅｓａｆｅｔｙｏｆｔｈｅｒｉｖｅｒｓｏｎｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｉｓｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓａｒｅａｐｐｌｉｅｄｏｎ ｓｉｔｅａｎｄｖｅｒｉｆｉｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｏｒｅｂｏｄｉｅｓｂｕｒｉｅｄｂｅｔｗｅｅｎ－１００ｍａｎｄ－４００ｍｃａｎｂｅｅｘｔｒａｃｔｅｄｂｙｓｕｂｌｅｖｅｌｏｐｅｎｓｔｏｐｅａｎｄｓｕｂｓｅｑｕｅｎｔｍｉｎｉｎｇｍｅｔｈｏｄｓｆｏｒｓａｆｅｍｉｎｉｎｇ牞ａｎｄｔｈｅｏｒｅｂｏｄｉｅｓｂｅｔｗｅｅｎ－４０ｍａｎｄ－１００ｍｃａｎｂｅｅｘｔｒａｃｔｅｄｂｙｔｈｅｃｕｔ ａｎｄ ｆｉｌｌｍｅｔｈｏｄｏｒｓｅｃｕｒｉｔｙｐｉｌｌａｒｒｅｓｅｒｖａｔｉｏｎｍｉｎｉｎｇｍｅｔｈｏｄ．Ａｔｐｒｅｓｅｎｔ牞ｔｈｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｒｉｖｅｒｓｏｎｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｉｓｇｏｏｄ．Ｌａｔｅｒｏｎ牞ｔｈｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｏｆｔｈｅｓａｆｅｔｙｏｆｔｈｅｒｉｖｅｒｓｏｎｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｓｈｏｕｌｄｂｅｅｎｈａｎｃｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｒｅｓｕｌｔｓｃａｎｐｒｏｖｉｄｅａｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｂａｓｉｓｆｏｒｔｈｅｓａｆｅａｎｄｅｆｆｉｃｉｅｎｔｍｉｎｉｎｇｏｆｓｉｍｉｌａｒｍｉｎｅｓ牞ａｌｓｏｉｔｉｓｏｆｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅｉｎｐｒｏｔｅｃｔｉｎｇｔｈｅｓａｆｅｔｙｏｆｔｈｅｒｉｖｅｒｓｏｎｔｈｅｓｕｒｆａｃｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ牶ｆｉｌｌｉｎｇｍｉｎｉｎｇｍｅｔｈｏｄ牷ｒｉｖｅｒｓｏｎｔｈｅｓｕｒｆａｃｅ牷ｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ牷ｐｌａｓｔｉｃｚｏｎｅ牷ｓａｆｅｔｙ矿业工程黄 金ＧＯＬＤ２０２３年第３期／第４４卷基于模糊数学的岩体力学参数折减方法收稿日期：２０２２－１１－０８；修回日期：２０２３－０１－１０基金项目：国家自然科学基金项目（４１９７２２８３）作者简介：何斌全（１９６５—），男，正高级工程师，硕士，从事矿山生产管理和智能矿山建设等采矿相关的工作；Ｅ ｍａｉｌ：２８５９５６０２７７＠ｑｑ．ｃｏｍ何斌全，李仲泽，陈国辉，陈 功（湖南柿竹园有色金属有限责任公司）摘要：为评价柿竹园多金属矿地下露天协同开采后的边坡稳定性，需要全面了解边坡的地质情况与岩石力学参数。
模糊评判理论在围岩分级中的应用
地勘察得到评价因素指标值 建立单 因素评 判矩阵 。４ 综合评价 。 ） 将各影响因素乘以相应权 系数就得 到各 因素的综合影响 。
— ．
长度达 １０ ０多千米。随着高速公路 和高速铁 路 的大 力发展 ， ０ 我 果
国势必要建设更 多的隧道 ， 中不乏 众多 的长大 隧道 ， 其 这将加 大
＝１
ｂ ≠ １ 就对其结果进行归一化处理 Ｊ ， ， 。
对隧道围岩分级的工作量 。而无论 对于隧道 的施 工或者设计 ， 围 岩等级的确定都 是十分 重要 的。同时在 隧道工 程 中由于其很 难
的数学方法 ， 它的工作 原理不 是根据 穷举算 法 ， 而是粗 线条 的模
糊算法 ， 即一种类似于“ 快刀斩 乱麻 ” 的方法。对 于一个普通 的集
合 Ａ， 空间中任一元素 ．， ｚ 要么 ｚ∈Ａ， 么 ｚ Ａ， 者必具其 一。 要 二
ｆ １ Ａ
素符合的指标等 ， 中岩石 的坚硬 程度 和岩体 完整程 度、 其 岩体基
上可 以分为两大类 ： 地质环境方面 的客 观因素和工程 活动的认为
Байду номын сангаас
１ 模糊 综合评 价基本 原 理
模糊数学是研究 和处 理模糊性 现象 或者定 义不严 格 的概 念
因素 。影 响 围岩分 级 的地 质因素 主要 有 ： 岩体结构类 型 、 结构面 性质和空问 的组合 、 岩石 的力学性质 、 围岩 的初始应力 场等因素 ； 其人为 因素有 ： 坑道 的尺寸和形状 、 工中所采取的开挖方法 等。 施 作为隧道 围岩分级 的指标有单一 的岩性指标 、 综合岩性指标 （ 岩体 的弹性波传播速度 、 岩石质量指标 、 岩石坚 固系数等 ）多因 、
模糊 评 判 理 论在 围岩 分 级 中 的应 用
采动应力与围岩控制 考题范围
采动应力与围岩控制1、什么叫充分采动？控制煤矿开采引起地表下沉的主要方法有哪些？答：充分采动：当采空区尺寸（长度和宽度）相当大时，地表最大下沉值达到该地质条件下应有的最大值，此时的采动称为充分采动，充分采动后地表最大下沉值不再增加。
方法：1、留设煤柱控制岩层移动，如部分开采及留设保护煤柱。
2、充填法控制岩层移动，如采矿区充填、覆岩离层区充填。
3、调整开采工艺及参数控制岩层移动，如限厚开采、协调开采、上行开采等。
2、什么叫矿山压力、矿山压力显现？研究矿山压力及围岩控制有哪些作用？矿山压力常用的研究方法？答：矿山压力：由于矿上开采活动的影响，在巷硐周围岩体中形成的和作用在巷硐支护物上的力定义为矿山压力。
矿山压力显现：由于矿山压力作用使巷硐周围岩体和支护物产生的种种力学现象，统称为矿山压力显现。
作用：1、生态环境保护2、保证安全和正常生产3、减少资源损失4、改善开采技术5、提高经济效益。
研究方法：1、理论研究，主要研究方法有（1）解析分析方法（2）数值分析方法（3）模糊分析、概率分析、随机分析、灵敏度分析、趋势分析等方法（4）近代数学、力学和计算机科学方法。
2、实验室试验，（1）岩石物理力学性质研究（2）利用相似材料模型进行模拟研究，在平面模拟实验装置基础上，进一步发展立体模拟实验台，也可利用光弹性模型进行模拟研究（3）在实验室条件下研究支架的整体性能和有关参数，建成具有先进水平的大型自移式液压支架试验装置，卧式和立式、单架及多框架多功能巷道支架试验台。
3、现场监测采场主要监测顶底板移近量、支架阻力、活柱下缩量和顶板破碎度；巷道主要监测顶底板移近量、支架变形、围岩应力分布和岩层内部移动规律。
3、冲击地压？和哪些因素有关？常用的防治方法？答：冲击地压：冲击矿压是聚积在矿井巷道和采场周围煤岩体中的能量突然释放，在井巷发生爆炸性事故，产生的动力将煤岩抛向巷道，同时发出强烈声响，造成煤岩体振动和煤岩体破坏，支架与设备损坏，人员伤亡，部分巷道垮落破坏等。
隧道围岩分级的模糊模式识别法
嗣岩 分级 中 的应 用 。
１ 模 糊 模 式 识 别 的 基 本 原 理
集 的识别 。即待识别 的对象 是模 糊 的 ，标 准类 型也
是 模糊 的 ．这时要考 虑 的是模 糊集 和模糊 集之 间 的
贴 近关 系 ，可使用择 近原则 进 行分类 （间接法 ） 。
（ ．ｃ ｏ ｌｏ ｖｌａ ｄ Ａｒｈｔｃｕａ ｇｎ ｅｉｇ Ｃ ｏ ｇ ｉｇ Ｊａ ｔｎ ｉｅｓｔ ， Ｃ ｏ ｇ ｉｇ ４ ０ ７ １Ｓ ｈ ｏ ｆＣｉｉ ｎ ｃ ｉ ｔｒｌＥｎ ｉｅ ｒ ， ｈ ｎ ｑｎ ｉｏｏ ｇ Ｕｎｖ ｒｉ ｅ ｎ ｙ ｈ ｎ ｑｎ ０ ０ ４， Ｃ ｉａ；２Ｃｈ ｎ ｑｎ ｈｎ ． ｏ ｇ ｉｇ Ｒ ｓ ａｃ ｎ ｔｕｅ ｏ ｏ ｅ ｅ ｒｈ Ｉ ｓ ｔｔ ｆ Ｃ ｍｍｕ ｉａｉｎ，Ｃ ｏ ｇ ｉｇ ４ ０ ７ ｉ ｎｃ ｔ ｏ ｈ ｎ ｑｎ ３ ０ ４，Ｃ ｉａ ｈｎ ）
着大 量 的不确 定 因素 ．从 而极 大地 制约 了对 围岩级
确 的元 素 ，而标 准类 型是模 糊 的 ，这 种情 况下 可采 用 隶属原 则进行 归类 （ 直接 法 ） ；二是模 糊 集对 模糊
别 的认 识 本文 通 过 引入 模 糊模 式 识别 的数 学方
法 ，建 立 了基 于模 糊 模 式 识 别 的隧 道 同岩 分 级 模
公 路 工 程 与 运 输
２０ ０ ８年 第 １ 上 （ Ｏ期 总第 １ ２期 ） ８
隧道 围岩分级 的 模糊模式识别法
朱 宏 伟 ，项 琴 ，唐 树 名
（． 庆 交 通 大学 土 小建 筑 学 院 ，重 庆 ４ ０ ７ ；２重 庆 交 通 科 研 设计 院 ，重 庆 ４ ０ ７ ） １重 ００４ ． ３ ０ ４
基于模糊数学的煤矿掘进系统安全评价
ｂ ｉｔ ｖ ｌ ａ ｉｎ ｒ ｓ ｌ ｆｔ ｉ ｎ ｉ ｇｎ ｙ ｔｍ ｓｏ ｔ ｉ ｅ ．Ｃｏ ｒ ｓ ｏ ｄ ｎ ｅ ｕ ｉ ｏ ｔｒ ａ ｕ ｅ ｕ ｌ，ｅ ａｕ ｔｏ ｅ ｕ ｔｏ ｈ ｓｍｉ ｅ ｄ ｇ ｉ ｇ ｓ ｓｅ ｗａ ｂ ａ ｎ ｄ ｒｅ ｐ ｎ ｉ ｇ ｓ ｃ ｒｔ ｃ ｕｎ ｅｍｅ ｓ ｒ ｓ ｙ ｗｅ ｅ ｐｒ ｐ ｓ ｄ ａｍ ｔｔ ｉ ｅ ｕ ｔ Ｐｒｖ ｄ ｄ ｇ ａ ａ ｔｅ ｔ ｅ ｕｃ ｎ ｃ ｉ ｎ ｎ ｉ ｅ ｃ ｎ ｎ ｕ ｅ ｃ ａ ｒ ｏ ｏ ｅ ｉ ａ ｈｓ ｒ ｓ ｌ． ｏ ｉ ｅ ｕ ｒ ｎ ｅ ｏ ｒ ｄ ｅ ｍｉ ｅ ａ ｃｄｅ ｔｉ ｃ ｄ ｎ ｅ ａ ｄ ｅ ｓ ｒ ｏ ｌ
Ｙ ｎ ｉｇ’ Ｄ ｎ ｎ ａ ａ ｇＱｎ ｏ ｇＭｅ￣ｕｎ
（ ． ｎ ｕ Ｐｏｉｃ ｏ ｌ ｃｅ ｃ ｅｅｒｈＩｓ ｔｔ； １ Ａ ｈ ｉ ｒ ｎ ｅＣ ａ Ｓ ｉ ｅＲ ｓａｃ ｎｔｕｅ ｖ ｎ ｉ
２ Ｓｈ ｏ ｏ ａｅ ｎ ｉｅｒ ｇ Ｃ ｉａＵ ｉ ｒ ｔ ｏ ｎｎ ｎ ｅｈ ｏｏｙ ． ｃｏｌ ｆ ｆ ｙＥ ｇｎｅｉ ， ｈｎ ｎｖ ｓ ｙ ｆ Ｓ ｔ ｎ ｅ ｉ Ｍｉｉｇａ ｄＴ ｃ ｎ ｌ ） ｇ
煤矿 安 全生 产提供 了保 障。
关键 词 模糊 综 合评 价 掘 进 系统 评 价 指 标
Ａ ｓｅ ｓ ｅ ｆＣ ｏ ｌＭ ｉ ｇｇｎｇ Ｓｙ ｔ ｍ ｃ ｉｙ ｂａ ｅ ｏ ｚ ｙ Ｍ ａ ｈ ｍ ａｔｃ ｓ ｓ ｍ ｎｔｏ ａ ｎｅ Ｄｉ ｉ ｓｅ Ｓｅ ｕｒｔ ｓ ｄ ｎ Ｆｕ ｚ ｔｅ ｉｓ
摘 要 以煤矿 掘进 系统 为研 究 对 象 ， 用模糊 综 合评 价 方 法 ， 合 煤矿 现 场 实际情 况 ， 运 结 以每
基于模糊数学的煤矿掘进系统安全评价
基于模糊数学的煤矿掘进系统安全评价【摘要】本文基于模糊数学理论，探讨了煤矿掘进系统安全评价的方法和应用。
通过建立基于模糊数学的评价指标体系，可以更准确地评估煤矿掘进系统的安全性。
实际案例分析表明，模糊数学在煤矿掘进系统安全评价中的有效性和实用性。
文章还探讨了影响煤矿掘进系统安全评价的因素，并指出了基于模糊数学的评价方法的优势。
未来研究方向包括进一步完善评价指标体系、提高评价方法的精确性和可靠性。
通过本文的研究，为煤矿掘进系统安全评价提供了新的思路和方法，有望提升煤矿掘进系统的安全性和效率。
【关键词】关键词：模糊数学、煤矿掘进系统、安全评价、指标体系、应用案例、影响因素、优势、未来研究方向1. 引言1.1 研究背景煤矿作为我国的重要能源资源，其掘进系统安全问题一直备受关注。
随着煤矿深度开采和掘进技术的不断发展，煤矿掘进系统安全评价显得尤为重要。
传统的安全评价方法往往无法充分考虑到各种不确定性因素，导致评价结果不够准确可靠。
基于模糊数学的安全评价方法应运而生。
本文将重点介绍基于模糊数学的煤矿掘进系统安全评价方法，探讨模糊数学在煤矿掘进系统安全评价中的应用案例。
我们将分析影响煤矿掘进系统安全评价的因素，并提出建立基于模糊数学的评价指标体系的方法。
通过本文的研究，我们希望能够揭示基于模糊数学的煤矿掘进系统安全评价的优势，为煤矿安全管理提供参考，并展望未来在这一领域的研究方向。
结束。
1.2 研究意义煤矿掘进系统安全评价是煤矿生产中的重要环节，直接关系到矿工们的生命安全和生产情况的稳定性。
基于模糊数学的煤矿掘进系统安全评价方法能够更加全面、客观地评估煤矿掘进系统的安全状况，减少主观因素的干扰，提高评价结果的准确性和可靠性。
通过深入研究模糊数学理论和应用案例，可以更好地指导煤矿管理者和工程师制定有效的安全管理措施，预防事故和降低风险。
基于模糊数学的煤矿掘进系统安全评价不仅可以提高煤矿生产的安全性，还可以提高生产效率和经济效益。
综合评判法在围岩等级划分中的应用
定; # = 极不稳定。 2 2 各因素权重的确定
权值的确定常是评判人经验的反映, 具 有较大的 波动性。目前常用的确定权数的方法主要有 层次分析
法 [ 3]、二元相对比较法 [ 4] 、评判专家经 验法 [ 5] 等。本
文针对权重特点采用模糊优先关系定序法 [ 6]。
( 1) 根据现场地质 专家以及 对施工 人员的 访问, 对 6种影响围岩稳定度的因素两两比较得出 各因素的 相对重要程度, 由此确定出模糊二元优先矩阵 C。
施工及运营中的排水可能影响周围环 境, 因此, 应对 隧道采取封堵措施处理, 以不影响居民生活 用水及农 田灌溉。
参考文献:
[ 1] 工程地质手册编委会. 工程地质手册 [ M ] . 中国建筑出版社, 1992. [ 2] 王大纯等. 水文地质学基础 [ M ] . 地质出版社, 1998.
收稿日期: 2007 - 06- 19
2 模糊综合评判实例应用 2 1 确定评判的因素集和评语集
通过对观斗山隧道已开挖段掌子面 观察, 在对隧 道变形监控量测数据分析的基础上, 选 取了 6个指标 作为 影 响 该 隧 道 围 岩 分 类 的 评 价 因 素。根 据 文 献 [ 1 ]、文献 [ 2] 围 岩分 类规 范 并结 合实 际 将围 岩划 分为 5级。
综合评判法在围岩等级划分中的应用
苏有财 白志勇
胡香芳
( 西南交通大学土木工程学院 四川成都 610031) (西南交通大 学环境科学与工程学院 )
摘 要 根据现行规范的有关要求, 对施工中隧道围岩进行分级。分级中选择了 6个 地质因素和 5级围岩指标, 运用模糊优先关系定序法确定各评判因素 的权重。采用模 糊综合评判的 方法, 建立了 施工阶段围岩分类的数学模型, 使施工阶段围岩分级更加合理和快捷。
基于模糊数学的TBM施工岩体质量分级研究
第30卷 第6期岩石力学与工程学报 V ol.30 No.62011年6月 Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering June ，2011收稿日期：2011–02–15；修回日期：2011–04–20基金项目：国家重点基础研究发展计划(973)项目(2010CB732001)；中国科学院重要方向性项目(KZCX2–YW –109–2)作者简介：祁生文(1975–)，男，2002年于中国科学院地质与地球物理研究所地质工程专业获博士学位，现任副研究员，主要从事工程地质与岩石力学方面的研究工作。
E-mail ：qishengwen@基于模糊数学的TBM 施工岩体质量分级研究祁生文，伍法权(中国科学院地质与地球物理研究所 中国科学院工程地质力学重点实验室，北京 100029)摘要：根据隧道掘进机(TBM)施工进度将围岩分为施工条件好、施工条件较好、施工条件较差和施工条件差4个等级。
利用模糊数学方法，采用岩石单轴抗压强度UCS 和岩体完整性指标K V ，分别建立UCS 和K V 关于TBM 施工岩体质量4级分级的隶属度函数。
采用单极性S 形函数，分别构建UCS 和K V 的权重函数。
这样，基于模糊数学的最大隶属度准则，就可以对TBM 施工的岩体质量进行分级。
同时，给出3个施工实例，演算表明，预测的结果与TBM 施工实际相吻合，表明该分级方法简单而实用，具有很好的应用前景。
关键词：隧道工程；隧道掘进机(TBM)；围岩分级；模糊数学法中图分类号：U 455 文献标识码：A 文章编号：1000–6915(2011)06–1225–05SURROUNDING ROCKMASS QUALITY CLASSIFICATION OF TUNNELCUT BY TBM WITH FUZZY MATHEMATICS METHODQI Shengwen ，WU Faquan(Key Laboratory of Engineering Geomechanics ，Institute of Geology and Geophysics ，Chinese Academy of Sciences ，Beijing 100029，China )Abstract ：According to tunnel boring machine(TBM) advance rate ，surrounding rockmass is classified into 4 grades ，i. e. good ，comparatively good ，comparatively bad and bad in working condition. Based on fuzzy mathematics method ，two indices of uniaxial compressive strength UCS and rock mass integrity index K V are adopted ；and their membership functions of the 4-grade classification of rock mass about TBM construction are established. Meanwhile ，Sigmoid function is adopted to depict the weight of UCS and K V rather than a constant as Q TBM and traditional fuzzy mathematics method. Based on the maximum membership degree criterion of fuzzy mathematics ，the rockmass quality of TBM construction could be classified. Applications of three construction cases show that the prediction results coincide well with the TBM construction advance rate reality. The classification method is simple and feasible ；and it can be put into practice.Key words ：tunnelling engineering ；tunnel boring machine(TBM)；surrounding rockmass classification ；fuzzy mathematics method1 引 言目前，隧道掘进机(TBM)被广泛应用到隧道开挖工程中。
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４ 级 围岩
ｌ
Ａ Ｒ ＜ Ｉ ． ０ ０ ｍ ／ ｈ
ｌ Ｔ Ｂ Ｍ 施工条件差
随 着 我 国 隧 道 及 地 下 工 程 的 飞 速 发 展 ，Ｔ Ｂ Ｍ 等各类 隧道
掘进机 以其高效，安全 ，劳动强度相对 较低 等性 能而得到 了广 泛 的应用 。但对 Ｔ Ｂ Ｍ 能 否进行掘 进， 以及 Ｔ Ｂ Ｍ 掘进 的效率 都无法进行准确 的估判 。这对工程的可行性 分析 ，经济性分析 等都存在很大 的问题。所以建立 Ｔ Ｂ Ｍ 可掘 进性的综合评价体 系是隧道工程学，地质学与机械学所共同关注 的 目标 以及着力 研究的趋势。 本文提取影响围岩等级的重要 因子 ，依托模糊数学理论建 立围岩分析模型，通 过室 内实验和现场数据的验证 了该模型 的 有效性。可指导实际的 Ｔ Ｂ Ｍ 掘进施 工。 １模糊数 学综合评价模型 【 ３ 】 模糊综合评价方法是在模糊环境 中对 多中因素影 响的事物
工程技术
科技创新
２ ０ １ ５ 年 ５月 ・ ７ ９・
基于模糊数学建立围岩可掘进性分级方法研究
李 星 李凤远 张 兵 李宏波 ｌ １
（ １ 。 盾构及掘进技 术 国家重点 实验 室 河南郑州
４ ５ ０ ０ ０ １ ；
中铁 隧道集 团有 限公司 河 南洛 阳 ４ ７ １ ０ ０ ９ ）
Ａｉ 表 示第 ｉ 个 因素 ｕ ｉ 的权 重，它们 满足 归一化 条件 ：。 人们对 ｍ 种评价 并不是绝对 的肯定或者 否定，因此 中和 评价 也可看 成是 ｖ上 的模 糊集 ，记为善 一 。人们对 ｍ 种评价 并不 是绝对 的肯定 或者 否定 ，因此中和评价 也可看成 是 Ｖ上的模
摘 要 ：在 Ｔ Ｂ Ｍ施工过程 中，围岩 的强度等级对施工的效率，施 ２ ｒ ＿ 的质量具有重要的影响 ，对 围岩分级问题进行研 究对 实际 Ｔ １ ３ Ｍ施 工具有重要意 义，本文利用模 糊数 学对 围岩 分级问题 进行研 究，提 出抗压 强度 、耐磨性和 完整度 为三个掘进影 响因子的隶 属函数模型 ，根据 室内 Ｔ Ｂ Ｍ 模 态实验平 台开展的 实验 验证 了该模型 的准确性 ，结合秦岭隧道 Ｔ Ｂ Ｍ工程 实例证 实该方法预 测结 果同 实际一致，有效 的指导 了 Ｔ Ｂ Ｍ 施工，具有 实用前景 。 关键词 ：盾构 ；围岩分级；模 糊数 学；Ｔ Ｂ Ｍ滚刀岩机作 用综合 实验 台 中图分类号 ：Ｕ ４ ５ ２ ． １ ＋ ２ 文献标识码 ：Ａ 文章编号 ： １ ６ ７ １ ． ５ ５ ８ ６（ ２ ０ １ ５ ）１ ６ ． ０ ０ ７ ９ 。 ０ ２
糊 集 ， 记 为 露＝ ． ， ｂ ２ ， ｂ ， ． ． ． ， Ｊ ∈ Ｆ Ｊ
２缴 围 岩
Ｉ ＿ Ｒ １ ２ ５ — １ （ １ ５ ￣ Ｒ ｃ ＜ ３ ０ ）
ｓ ：
其 中，ｂ ｊ 反映了第 ｉ 种 决断在评判总体 ｖ中所 占的地位 。 假 定有一个 ｕ 与 ｖ之 间 的模 糊关 系Ｒ＝（ × ∈ ～ 则
作 出 全 面 评 价 的 一种 有 效 的多 因 素 决策 方法 。
表 １ ． Ｎ。 Ｂ ａ ｒ ｔ ｏ ｎ围岩 分 级 方 法 ２ ． １ 围岩 分 级 模 型 的 建 立 ２ 。 １ ． １ 三 个 相 关 因子 的单 独 模 糊 模 型 （ １ ）单轴抗压 强度 Ｒ ｃ 根 据 国 内外 大 量 工 程 实 践 ，得 出 单 轴 抗 压 强 度 影 响 Ｔ Ｂ Ｍ 施 工 条 件 的关 系 如 下 表 １ 所 示 。 根 据模 糊 数 学 中 用隶 属度 来 刻 画某 一事 物隶属于某一类的程度 ，对于确定性模 型来说，非 ０ 即１ ，那么模糊数学就应该让隶属度充满连续 的区间 ［ ０ ， １ ］ 。公 式 （ １ ）、 （ ２ ）、 （ ３ ）、 （ ４ ）分 别为不同单轴抗压 强度 下在 不 同分级 围岩 中所 占得权 重。 Ｒ ｃ ｆ ３ ０ ￣ ６ ０ Ｉ １ ５ ～ ３ ０ ，６ ０ ￣ １ ５ ０ ｌ 大于 １ ５ ０ 或 者小 于 ｌ ５ Ｔ Ｂ Ｍ 工作条件 ｌ 好 ｌ 一般 Ｉ 差
表 ２ ．
设Ｕ＝ ， ： ， ， ． ． ． Ｊ 为ｎ 种 因素构成 的集合，称 为因素集； ｖ ＝ ， … ） 为 ｍ种 决断构成的集合 ，称为评判 集。他们 的 元 素 个 数和 名称 均 为 可 根 据 实 际 问 题 需 要 由人 们 主 观 规 定 ， 由 于各种因素所处的地位不 同， 作用也不一样 ，当然权重也不同， 因而评判 也不 同。因素 的权 重分配视为 在 ｕ上的模糊 集。记
利 用 Ｒ就 可 以得 到 一 个 模 糊 变 换 Ｔ Ｒ，如 果 对 每 一 个 ｕ ｛ ， 单 独 作一个 评判 ｓ（ ），这就是 ｕ到 ｖ 的模 糊映射 Ｓ 。这样 就能 把Ｔ Ｒ看成 由权 重参数 Ａ得到的综合评价 Ｂ的数学模 型。 从 以上 的分 析可 知 ， 模 糊 判 定模 型 由 ３ 个 要 素 Ｕ、 ｖ、 Ｒ组 成 ， 最 终 由这三 个 要 素得 出一 个 模 糊 关 系 Ｓ ， Ｓ属 于 Ｆ（ ｕ乘 以 Ｖ）。 通过模型验证与数据 分析的方法进行模型 的分析 ，验证模 型是否正确 ， 最后根据现场数据回归， 得 出此模型的最终结论。 ２ 围 岩 分 级 模 型 建 立 根据 《 工程岩 体 分级标 准》 （ Ｇ Ｂ ５ ０ ２ １ ８ ． ９ ４ ， １ ９ ９ ５ ）围岩稳 定性分级基础 上，充 分考虑影响 Ｔ Ｂ Ｍ 掘进 效率的主要 因素 ，
为 １ ５ ｃ 一 ２
Ｉ 【 一 十 ４ １ ５
１ ０
（ ３ ０ ￣ Ｒ ｃ ＜ ４ ５ ）
（ ４ ５ ＜ Ｒ ｃ ＜ ６ Ｏ ）
（ Ｒｅ ＜１ ５ ， Ｒｃ ７ ５ ）
１ ）
Ａ ＝ ｌ ， 口 ２ ， 口 ３ ， … ， ） ∈ ， ， ）