变权靶心贴近度在岩爆烈度预测中的应用

刘磊磊 张绍和 王晓密 郝志斌

刘磊磊, 张绍和, 王晓密, 郝志斌. 变权靶心贴近度在岩爆烈度预测中的应用[J]. 爆炸与冲击, 2015, 35(1): 43-50. doi: 10.11883/1001-1455(2015)01-0043-08
引用本文: 刘磊磊, 张绍和, 王晓密, 郝志斌. 变权靶心贴近度在岩爆烈度预测中的应用[J]. 爆炸与冲击, 2015, 35(1): 43-50. doi: 10.11883/1001-1455(2015)01-0043-08
Liu Lei-lei, Zhang Shao-he, Wang Xiao-mi, Hao Zhi-bin. Application of target approaching with variable weight in prediction of rockburst intensity[J]. Explosion And Shock Waves, 2015, 35(1): 43-50. doi: 10.11883/1001-1455(2015)01-0043-08
Citation: Liu Lei-lei, Zhang Shao-he, Wang Xiao-mi, Hao Zhi-bin. Application of target approaching with variable weight in prediction of rockburst intensity[J]. Explosion And Shock Waves, 2015, 35(1): 43-50. doi: 10.11883/1001-1455(2015)01-0043-08

变权靶心贴近度在岩爆烈度预测中的应用

doi: 10.11883/1001-1455(2015)01-0043-08
基金项目: 国家自然科学基金项目(51074180)
详细信息
    作者简介:

    刘磊磊(1987—), 男, 硕士研究生

    通讯作者:

    张绍和, 452041789@qq.com

  • 中图分类号: O382; TU457

Application of target approaching with variable weight in prediction of rockburst intensity

  • 摘要: 针对岩爆烈度预测的不确定性和影响岩爆发生的各单个指标间互不相容的问题,将变权理论和靶心贴近度相结合,进行岩爆烈度预测。首先,该方法在考虑评判者偏好度的基础上,引入了一种均衡函数,给出了一种变权模式,用来计算各个指标的权重;然后,该方法构造了一种区间关联函数,将单指标关联函数的最大值作为靶心坐标,根据样本与靶心的贴近度来预测岩爆烈度,即靶心贴近度值越大,则岩爆烈度越接近该贴近度所对应的岩爆烈度等级;最后,将该方法应用于灵宝东峪矿区、冬瓜山铜矿和秦岭隧道岩爆预测等实例中,结果表明:该方法不仅可以准确、合理地预测岩爆烈度,而且相比其他方法,该方法不需要任何先验知识,使用起来更直接、更方便。
  • 图  1  计算流程图

    Figure  1.  Calculation flow chart

    表  1  岩爆烈度与各主控因子之间的关系

    Table  1.   Relations between intensity of rockburst and main control factors

    岩爆烈度 σθc σc/σt wet
    无岩爆(Ⅰ级) < 0.3 >40.0 < 2.0
    轻微岩爆(Ⅱ级) 0.3~0.5 26.7~40.0 2.0~3.5
    中等岩爆(Ⅲ级) 0.5~0.7 14.5~26.7 3.5~5.0
    强岩爆(Ⅳ级) >0.7 < 14.5 >5.0
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    表  2  标度意义表

    Table  2.   Scale significance

    标度bij 1 3 5 7 9 2, 4, 6, 8
    ij比较 同等重要 i稍微重要 i比较重要 i非常重要 i极其重要 重要性介于上述中间
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    表  3  平均随机一致性指标

    Table  3.   Average random consistency scale

    n 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
    Ri 0.52 0.89 1.12 1.26 1.36 1.41 1.46 1.49 1.52 1.54 1.56 1.58
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    表  4  灵宝东峪矿区岩爆参数

    Table  4.   Parameters of rockburst for Dongyu rock mine in Lingbao

    工程名称 σθ/σc σc/σt wet 实际岩爆烈度
    SM 6200段 0.542 12.2 4.89 中等岩爆(Ⅲ级)
    SM 4740段 0.409 30.7 7.30 轻微岩爆(Ⅱ级)
    SM 4320段 0.461 29.8 5.30 轻微岩爆(Ⅱ级)
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    表  5  灵宝东峪矿区岩爆参数变权及靶心

    Table  5.   Variable weight and target of parameters of rockburst for Dongyu rock mine in Lingbao

    工程名称 σθ/σc σc/σt wet 靶心坐标
    SM 6200段 0.399 0.430 0.170 (0.423,0.628,0.148)
    SM 4740段 0.597 0.240 0.163 (0.910,0.603,0.161)
    SM 4320段 0.552 0.248 0.200 (0.387,0.460,0.244)
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    表  6  灵宝东峪矿区岩爆烈度预测结果

    Table  6.   Prediction results of rockburst intensity for Dongyu rock mine in Lingbao

    工程名称 靶心贴近度 预测岩爆烈度 实际岩爆烈度
    Ⅰ级岩爆 Ⅱ级岩爆 Ⅲ级岩爆 Ⅳ级岩爆 本文方法 Bayes法
    SM 6200段 -2.932 -0.887 0.570 0.432 Ⅲ级 Ⅲ级 Ⅲ级
    SM 4740段 -2.527 0.150 -0.916 -1.759 Ⅱ级 Ⅱ级 Ⅱ级
    SM 4320段 -2.133 0.472 0.204 -1.130 Ⅱ级 Ⅱ级 Ⅱ级
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    表  7  冬瓜山矿区岩爆参数

    Table  7.   Parameters of rockburst for Dongguashan rock mine

    岩石种类 σθ/σc σc/σt wet 实际岩爆烈度
    矽卡岩 0.554 11.1 3.97 中等岩爆(Ⅲ级)
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    表  8  冬瓜山矿区岩爆参数变权及靶心

    Table  8.   Variable weight and target of parameters of rockburst for Dongguashan rock mine

    岩石种类 σθ/σc σc/σt wet 靶心坐标
    矽卡岩 0.366 0.453 0.181 (0.541,0.934,0.626)
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    表  9  冬瓜山矿区岩爆烈度预测结果

    Table  9.   Prediction results of rockburst intensity for Dongguashan rock mine

    岩石种类 靶心贴近度 预测岩爆烈度 实际岩爆烈度
    Ⅰ级岩爆 Ⅱ级岩爆 Ⅲ级岩爆 Ⅳ级岩爆 本文方法 DDA法
    矽卡岩 -2.993 -1.109 0.327 0.235 Ⅲ级 Ⅲ级 Ⅲ级
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    表  10  秦岭隧道岩爆实测数据[16]

    Table  10.   Measured data of rockburst for Qinling tunnel[16]

    编号 σθ/σc σc/σt wet 实际岩爆烈度
    1 0.43 14 7.44 中等岩爆(Ⅲ级)
    2 0.41 15 7.08 中等岩爆(Ⅲ级)
    3 0.55 15 6.43 中等岩爆(Ⅲ级)
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    表  11  秦岭隧道岩爆参数变权及靶心

    Table  11.   Variable weight and target of parameters of rockburst for Qinling tunnel

    编号 σθ/σc σc/σt wet 靶心坐标
    1 0.485 0.378 0.137 (0.703,0.131,0.047)
    2 0.505 0.354 0.141 (0.901,0.086,0.338)
    3 0.448 0.389 0.163 (0.495,0.086,0.857)
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    表  12  秦岭隧道岩爆烈度预测结果

    Table  12.   Prediction results of rockburst intensity for Qinling tunnel

    编号 靶心贴近度 预测岩爆烈度 实际岩爆烈度
    Ⅰ级岩爆 Ⅱ级岩爆 Ⅲ级岩爆 Ⅳ级岩爆 本文方法 DDA法
    1 -2.698 -0.493 -0.213 -0.091 Ⅳ级 Ⅲ级 Ⅲ级
    2 -2.576 -0.368 -0.347 -0.373 Ⅲ级 Ⅲ级 Ⅲ级
    3 -3.295 -0.937 0.548 0.303 Ⅲ级 Ⅲ级 Ⅲ级
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出版历程
  • 收稿日期:  2013-05-03
  • 修回日期:  2013-07-31
  • 刊出日期:  2015-01-25

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