隧道围岩稳定性改进模糊概率模型及其应用研究

doi:10.3973/j.issn.2096-4498.2020.04.006

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隧道建设（中英文） ›› 2020, Vol. 40 ›› Issue (4): 504-511.DOI: 10.3973/j.issn.2096-4498.2020.04.006

隧道围岩稳定性改进模糊概率模型及其应用研究

陈子健¹, 闫自海^{1, 2}, 甘鹏路^{1, 2}, 左凯华³

(1. 中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司, 浙江杭州　311122; 2. 浙江省智慧轨道交通工程技术研究中心, 浙江杭州　311225; 3. 华夏幸福基业股份有限公司, 北京　100027)

收稿日期:2019-09-16 出版日期:2020-04-20 发布日期:2020-04-30
作者简介:陈子健(1992—),男,浙江义乌人,2017 年毕业于北京科技大学,岩土工程专业,硕士,工程师,主要从事隧道及地下工程设计与管理工作。 E-mail: 544546336@ qq. com。
基金资助:
浙江省重点研发计划项目(2019C03111); 浙江省自然科学基金青年基金资助项目(LQ18E080004)

Improved Fuzzy Probability Model of Tunnel Surrounding Rock Stability and Its Application

CHEN Zijian¹, YAN Zihai^{1, 2}, GAN Penglu^{1, 2}, ZUO Kaihua³

(1. PowerChina Huadong Engineering Corporation Limited, Hangzhou 311122, Zhejiang, China; 2. Zhejiang Engineering Research Center of Smart Rail Transportation, Hangzhou 311225, Zhejiang, China; 3. China Fortune Land Development Company Limited, Beijing 100027, China)

Received:2019-09-16 Online:2020-04-20 Published:2020-04-30

摘要/Abstract

摘要： 为更加准确有效地判别隧道围岩稳定性,引入RandWPSO-LSSVM(随机权重粒子群算法-最小二乘支持向量机)围岩极限位移预测模型,对传统模型的隶属函数进行优化,建立围岩稳定性改进模糊概率模型。基于改进模型方法,由围岩位移预测值u、预测位移标准差、围岩极限位移预测值U 及预测极限位移标准差即可求解隧道围岩稳定概率,并结合8 个工程算例对模型进行验证。结果表明,改进模型解决了传统模型隶属函数存在的极限位移取值范围不合理的问题,且有效消除了隶属函数线性简化处理导致的偏差,由其计算的稳定概率与实际情况吻合较好,围岩稳定性评价结果的可靠性更高; 将改进模型应用于实际工程的隧道围岩稳定性判别中,计算结果能够较好地反映实际工程情况。

关键词: 隧道工程, 模糊概率, 隶属函数, 围岩稳定性, RandWPSO-LSSVM 预测模型

Abstract: In order to judge the stability of tunnel surrounding rock more accurately and effectively, a kind of random weight particle swarm optimization(RandWPSO)-least squares support vector machine (LSSVM) prediction model for limit displacement is introduced. The membership function of fuzzy probability model for surrounding rock stability is optimized and then a modified model is established. The fuzzy probability of surrounding rock stability can be calculated by inputting parameters, i. e. the predictive displacement value u, the standard deviation of predictive displacement, the predictive limit displacement value U and the standard deviation of predictive limit displacement, into the modified model. The model is verified by 8 engineering practices. The results indicate that: (1) The problem of irrational limit displacement selection existing in the traditional membership function is solved and the error caused by the simplifying linearization treatment is evaded by the modified model effectively. (2) The calculated stability probability is in good agreement with the actual situation and the reliability of surrounding rock stability evaluation results is higher. (3) The improved model is applied to the evaluation of tunnel surrounding rock stability and the calculated results can reflect the actual engineering situation well.

Key words: tunnel engineering, fuzzy probability, membership function, surrounding rock stability, RandWPSOLSSVM prediction model

中图分类号:

U 45

陈子健, 闫自海, 甘鹏路, 左凯华. 隧道围岩稳定性改进模糊概率模型及其应用研究[J]. 隧道建设, 2020, 40(4): 504-511.

CHEN Zijian, YAN Zihai, GAN Penglu, ZUO Kaihua. Improved Fuzzy Probability Model of Tunnel Surrounding Rock Stability and Its Application[J]. Tunnel Construction, 2020, 40(4): 504-511.

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Improved Fuzzy Probability Model of Tunnel Surrounding Rock Stability and Its Application

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