基于灰色关联分析下深度学习盾构姿态预测模型

1

作者 满轲 柳宗旭 +3 位作者 商艳 宋志飞 刘晓丽 苏宝 《工程科学与技术》 北大核心 2025年第2期203-213,共11页

为解决盾构姿态偏离隧道设计轴线的问题,提出一种基于长短期记忆(LSTM)与支持向量回归(SVR)的堆叠集成预测模型。利用灰色关联分析将灰色关联度较低的滚动角参数剔除后通过离散小波转换(DWT)去噪处理,将处理后的数据分别进行两个单一模... 为解决盾构姿态偏离隧道设计轴线的问题,提出一种基于长短期记忆(LSTM)与支持向量回归(SVR)的堆叠集成预测模型。利用灰色关联分析将灰色关联度较低的滚动角参数剔除后通过离散小波转换(DWT)去噪处理,将处理后的数据分别进行两个单一模型预测后进行最优赋权得到DWT-LSTM-SVR堆叠预测模型。其中,将刀盘水平位移、盾尾水平位移、刀盘垂直位移和盾尾垂直位移作为预测模型的输出变量,其余22个掘进参数和5个地层参数为输入变量,并将DWT-LSTM-SVR模型应用于珠江三角洲水资源配置工程A3标段。结果表明:DWT-LSTM-SVR模型的4个盾构姿态参数预测值与真实值误差与其他模型相比较小,说明该模型可以有效结合单一模型,且在剔除与4个盾构姿态参数关联度较低的参数后可以提高模型预测精度;DWT-LSTM-SVR模型的评价指标均满足施工误差要求,其中,对于盾尾位移值的预测效果较好,平均绝对百分比误差约为0.02,拟合度R 2值均高于0.98,说明DWT-LSTM-SVR模型可以满足模型设计要求。通过建立不同数据集分析数据数量对堆叠模型预测精度的敏感性,结果表明数据越多堆叠模型预测精度越高,可为其他盾构姿态的提前调整提供一定参考。 展开更多

关键词 盾构姿态 灰色关联度 深度学习 堆叠集成预测模型 误差预测

在线阅读 下载PDF 职称材料

利用HHO-LSTM-SVR模型预测TBM掘进参数

2

作者 满轲 曹子祥 +2 位作者 刘晓丽 宋志飞 刘汭琳 《铁道标准设计》 北大核心 2025年第8期123-132,共10页

针对单一模型对TBM掘进参数预测准确度低、泛化性低等问题,利用改进最小二乘法集成哈里斯鹰优化(HHO)算法优化的长短期记忆(LSTM)网络和支持向量机回归(SVR)算法,构建一种实现TBM掘进参数高精度智能预测的混合模型(HHO-LSTM-SVR模型)。... 针对单一模型对TBM掘进参数预测准确度低、泛化性低等问题,利用改进最小二乘法集成哈里斯鹰优化(HHO)算法优化的长短期记忆(LSTM)网络和支持向量机回归(SVR)算法,构建一种实现TBM掘进参数高精度智能预测的混合模型(HHO-LSTM-SVR模型)。利用HHO-LSTM-SVR模型进行不同隧道围岩等级TBM掘进参数预测,并选择哈里斯鹰优化算法优化的GRU模型和BP模型与HHO-LSTM-SVR模型进行预测误差对比分析,最后采用灰色关联度分析方法计算预测模型输入变量对输出变量的重要性。结果表明:隧道围岩等级越高,掘进参数的预测精度越高,Ⅱ级围岩各掘进参数平均相对误差绝对值为0.01,而Ⅳ级围岩为0.05;推力、转速和扭矩的预测精度相对较高,施工速度的预测精度最低;HHO-LSTM-SVR模型预测结果平均相对误差绝对值比各单一模型小57.68%,各单一模型预测性能相较于HHO-LSTM-SVR模型更低;TBM掘进不同等级的隧道围岩时岩机相互作用规律存在较大差异;利用改进最小二乘法集成组合2个单一模型可以有效提高模型预测准确度、泛化性和鲁棒性。 展开更多

关键词 TBM 掘进参数 隧道围岩等级 岩机相互作用规律 HHO-LSTM-SVR模型

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于灰色关联分析和GRU模型的岩爆等级预测

3

作者 满轲 武立文 +2 位作者 刘晓丽 宋志飞 李可娜 《地下空间与工程学报》 北大核心 2025年第2期695-708,719,共15页

岩爆是地下工程中常见的一种动力地质灾害。为提高岩爆等级的预测效果及预测模型的泛化性,提出了一种具有优良记忆性和强时序性的门控循环单元(Gate Recurrent Unit,GRU)神经网络模型预测岩爆等级。首先,综合岩爆成因特点并基于灰色关... 岩爆是地下工程中常见的一种动力地质灾害。为提高岩爆等级的预测效果及预测模型的泛化性,提出了一种具有优良记忆性和强时序性的门控循环单元(Gate Recurrent Unit,GRU)神经网络模型预测岩爆等级。首先,综合岩爆成因特点并基于灰色关联分析筛选出合理的岩爆预测指标,采用已有研究成果的137组岩爆样本数据作为输入和输出数据集。其次,通过模型的超参数调整以确定最佳超参数和最佳预测效果,将GRU模型的岩爆等级预测效果与RF模型、SVM模型、CNN模型、LSTM模型、BP模型、Russenes判据、王元汉判据、关宝树判据、脆性系数判据和弹性能指数判据的岩爆等级预测效果进行比较以验证GRU模型的有效性,并根据不同模型的随机采样分析检验GRU模型的泛化性。最后,采用2个工程实例验证GRU模型的实用性。结果表明:合理的岩爆预测指标为围岩切向应力σθ、应力系数σθ/σc、压拉比σc/σt和弹性能指数Wet;GRU模型预测岩爆等级的效果明显高于上述其他预测方法;根据不同模型的随机采样分析结果可知,GRU模型预测岩爆等级的泛化性强;2个工程实例的岩爆等级预测结果与实际岩爆情况比较符合,本文所提出的GRU模型具有实用性。 展开更多

关键词 岩爆等级预测 GRU模型 灰色关联分析 随机采样分析

原文传递

高放废物地质处置切缝药包定向爆破技术研究 被引量：6

4

作者 满轲 刘晓丽 +3 位作者 王驹 岳中文 王锡勇 许鹏 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2019年第B06期316-323,328,共9页

基于切缝药包定向断裂技术,详细研究了切缝药包在巷道爆破中的爆发过程及其破坏原理;并结合高放废物地质处置爆破工程的特殊性(围岩损伤要求尽可能的小),论述了甘肃北山坑探设施BET项目,设计了切缝药包定向爆破的参数。并从理论上分析... 基于切缝药包定向断裂技术,详细研究了切缝药包在巷道爆破中的爆发过程及其破坏原理;并结合高放废物地质处置爆破工程的特殊性(围岩损伤要求尽可能的小),论述了甘肃北山坑探设施BET项目,设计了切缝药包定向爆破的参数。并从理论上分析了高放废物地质处置工程定向断裂爆破岩石破坏的起裂及破坏判据,其采用动态力学参数(动抗压强度、动抗拉强度、动态弹性模量、动泊松比、动断裂韧性、动应力强度因子等)对该破坏判据进行了刻画。进一步的,在同一巷道掌子面情况下,于不同左、右帮部位置处,实施了切缝药包爆破试验,发现在采用切缝药包的右帮位置处,光面爆破效果良好,并且在切缝药包处的围岩损伤范围与爆破振动速度均较普通药包情况下的损伤范围小,验证了通过上述方法计算得到的爆破参数是合理的,切缝药包技术应用于高放废物地质处置工程是可取的。需指出的是,钻爆施工涵盖多种不同的爆破参数,影响因素众多,该文爆破试验获取的爆破数据仅仅是对切槽药包定向断裂爆破在高放废物地质处置工程的初步探索,该研究可对后续工程开挖提供相应的试验数据与理论支撑,其对于深部地下工程的爆破开挖有一定的理论指导意义。 展开更多

关键词 光面爆破 切缝药包 定向爆破破坏判据 围岩损伤区 高放废物地质处置

在线阅读 下载PDF 职称材料

周边孔炮眼间距对光面爆破效果的影响 被引量：15

5

作者 满轲 刘晓丽 +2 位作者 王锡勇 陈振鸣 王驹 《科学技术与工程》 北大核心 2016年第29期47-53,共7页

基于光面爆破施工方法,设计了甘肃北山坑探设施项目光面爆破的爆破参数,得到了适宜于本项目的爆破实施方案。进而,着重研究了周边炮孔间距对光面爆破效果的影响,分别从爆破原理、断裂力学原理、经验方法的角度,计算了适宜于爆破的周边... 基于光面爆破施工方法,设计了甘肃北山坑探设施项目光面爆破的爆破参数,得到了适宜于本项目的爆破实施方案。进而,着重研究了周边炮孔间距对光面爆破效果的影响,分别从爆破原理、断裂力学原理、经验方法的角度,计算了适宜于爆破的周边炮眼间距,其间距值约为50 cm。进一步实施了在不同周边孔间距情况下光面爆破的施工效果,验证了通过上述方法计算得到的周边孔间距是合理的。同时,需指出的是,钻爆施工涵盖多种不同的爆破参数,影响因素众多,爆破试验获取的爆破数据仅仅是对不同周边孔间距的初步探索,研究可对后续工程开挖提供相应的试验数据与理论支撑,对于深部地下工程的爆破开挖及高放废物的深地质处置,有一定的理论指导意义。 展开更多

关键词 光面爆破 周边眼间距 爆破原理 断裂力学原理 经验方法

在线阅读 下载PDF 职称材料

采用微震监测技术提高钻孔卸压效果的方法 被引量：6

6

作者 成功 王锡勇 +2 位作者 李冬伟 满轲 李炜强 《中国矿业》 北大核心 2019年第11期142-146,共5页

为了研究工作面前方卸压钻孔的精确施工范围,提高矿山动力灾害防治措施的经济性,以方山矿首采工作面为工程背景,基于微震监测技术,通过分析微震事件空间分布特征,推演工作面前方支承压力分布规律。以此为依据,设计合理的卸压钻孔施工参... 为了研究工作面前方卸压钻孔的精确施工范围,提高矿山动力灾害防治措施的经济性,以方山矿首采工作面为工程背景,基于微震监测技术,通过分析微震事件空间分布特征,推演工作面前方支承压力分布规律。以此为依据,设计合理的卸压钻孔施工参数。研究表明,以微震监测技术为手段,推演超前支承压力范围,指导大直径钻孔卸压措施的方法具有很强的工程应用价值,既能保证动力灾害防治的有效性,又能提高其经济性。 展开更多

关键词 微震监测 动力灾害 大直径钻孔卸压 支承压力 “固定”工作面

在线阅读 下载PDF 职称材料

民族文化交流交融与“中华民族共同体”的生成发展探析——以西北地区为例 被引量：9

7

作者 满珂 蒋亭亭 《中央民族大学学报（哲学社会科学版）》 CSSCI 北大核心 2021年第6期50-59,共10页

我国自古以来就是一个统一的多民族国家,各民族共同开拓了辽阔的疆域、书写了悠久的历史,创造了灿烂的文化,培育了伟大的精神,并在此过程中因共同面对自然气候和地理环境条件而广泛地生产合作互助、在经济贸易等领域频繁互动、交往交流... 我国自古以来就是一个统一的多民族国家,各民族共同开拓了辽阔的疆域、书写了悠久的历史,创造了灿烂的文化,培育了伟大的精神,并在此过程中因共同面对自然气候和地理环境条件而广泛地生产合作互助、在经济贸易等领域频繁互动、交往交流交融并相互借鉴,共享源自不同群体的文化,最终结成血缘相连、你中有我、我中有你的命运共同体。本文立足民族学界前辈学人的研究成果与理论框架,以近六年的田野调查资料为基础,具体而微地呈现我国西北民族杂居地区各民族日常生活中的从衣食住行、节日、人生礼仪到信仰、语言、通婚等方面的文化交流交融现象,以求进一步实证说明"多元一体"不仅表现在各民族与中华民族共同体之间,也反映在各个民族之间,彼此无法分离;并依据互动仪式链理论和共同体理论再次强调各民族的文化交流交融是中华民族共同体生成和发展的重要客观前提与物质、精神和情感保障。为此,必须进一步引导、实现各民族的全面交往、广泛交流与深度交融,使得各民族"像石榴籽那样紧紧抱在一起",将"中华民族一家亲、同心共筑中国梦"落到实处。 展开更多

关键词 民族文化交流交融 中华民族共同体 西北地区

原文传递

民族文化交融的原因、途径探析——基于甘肃省临潭县的调查研究 被引量：11

8

作者 满珂 刘春艳 《云南民族大学学报（哲学社会科学版）》 CSSCI 北大核心 2020年第6期41-47,共7页

在过去很长一段时间,由于民族研究领域盛行“分族撰史”“分族写志”等研究范式,致使各民族之间历时久远且密切的文化交往交流交融现象在一定程度遭到忽略。甘肃省临潭县是一个多民族杂居区,通过对该区域内多个民族社会生产、生活具体... 在过去很长一段时间,由于民族研究领域盛行“分族撰史”“分族写志”等研究范式,致使各民族之间历时久远且密切的文化交往交流交融现象在一定程度遭到忽略。甘肃省临潭县是一个多民族杂居区,通过对该区域内多个民族社会生产、生活具体情形的调查分析,不难发现,生存于这一地区的多个民族在适应自然环境并保持文化特性的同时,在经济生产、社会生活等各个方面密切交往交流,文化上相互学习、取长补短,建立了和谐共生的族际关系网络,是多民族间交往交流交融的典型事例。 展开更多

关键词 民族 交往交流 文化交融 和谐共生

在线阅读 下载PDF 职称材料

岩石动态断裂韧性测试的失稳判据研究 被引量：4

9

作者 满轲 《科学技术与工程》 北大核心 2016年第29期147-152,共6页

根据应力强度因子和断裂韧性的定义,研究并分析了应力强度因子的影响因素;表明试件的几何尺寸和物质材料的应力强度水平对应力强度因子起着决定性因素。辨明了起裂韧性、断裂韧性和止裂韧性的区别与联系;针对断裂K准则,提出了动态断裂... 根据应力强度因子和断裂韧性的定义,研究并分析了应力强度因子的影响因素;表明试件的几何尺寸和物质材料的应力强度水平对应力强度因子起着决定性因素。辨明了起裂韧性、断裂韧性和止裂韧性的区别与联系;针对断裂K准则,提出了动态断裂韧性测试中的失稳判据,即dσ/dt=0,得到了试件所受的最大载荷对应于裂纹的失稳判据;并通过SHPB冲击装置,对这个失稳判据进行了验证。发现在8.0×10~4到35×10~4MPa·m^(1/2)s^(-1)的加载速率范围内,试验所用玄武岩的动态断裂韧性随着加载速率的增大而增大的规律。 展开更多

关键词 K准则 动态断裂韧性 应力强度因子 裂纹失稳判据

在线阅读 下载PDF 职称材料

大鼠尾端延髓腹外侧区二氧化硫通过谷氨酸受体及NOS/cGMP信号途径产生心血管抑制效应

10

作者 蔡红燕 李斌 +4 位作者 党磊 杨静 满珂 董晨明 鲁彦 《生理学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期27-35,共9页

本研究旨在探讨二氧化硫(SO_(2))在麻醉大鼠尾端延髓腹外侧区(caudal ventrolateral medulla, CVLM)的心血管效应及其机制。在CVLM单侧及双侧微量注射不同剂量SO_(2) (2, 20, 200 pmol)或人工脑脊液(artificial cerebrospinal fluid, aC... 本研究旨在探讨二氧化硫(SO_(2))在麻醉大鼠尾端延髓腹外侧区(caudal ventrolateral medulla, CVLM)的心血管效应及其机制。在CVLM单侧及双侧微量注射不同剂量SO_(2) (2, 20, 200 pmol)或人工脑脊液(artificial cerebrospinal fluid, aCSF),观察SO_(2)对大鼠血压和心率产生的影响;在CVLM预先注射不同信号途径阻断剂,观察其对SO_(2)引起血压和心率变化的影响。结果显示,在CVLM单侧或双侧微量注射SO_(2)产生了剂量依赖性血压下降及心率减慢(P <0.01)。双侧注射微量SO_(2) (2 pmol)引起血压降低的幅度比单侧注射时更大(P <0.01)。在CVLM预先注射谷氨酸受体拮抗剂犬尿喹啉酸(kynurenic acid, Kyn, 5 nmol)或可溶性鸟苷酸环化酶(soluble guanylate cyclase, sGC)抑制剂1H-[1, 2, 4]噁二唑[4, 3-a]喹喔啉-1-酮(ODQ, 1 pmol)均显著减弱SO_(2)的血压降低(P <0.01)及心率减慢(P <0.01)效应;在CVLM预注射一氧化氮合酶(nitric oxide synthase, NOS)抑制剂NG-硝基-L-精氨酸甲酯(L-NAME, 10 nmol)可以显著减弱SO_(2)引起的心率减慢效应(P <0.01),但对其降低血压的效应无明显影响(P>0.05)。以上结果提示,SO_(2)在大鼠CVLM具有心血管抑制效应,其机制与谷氨酸受体及NOS/cGMP信号途径有关。 展开更多

关键词 血压 心率 二氧化硫 谷氨酸受体 NOS/cGMP信号途径 尾端延髓腹外侧区

原文传递

新型冠状病毒肺炎危重症患者的救治体会

11

作者 杨朝辉 焦汉荣 +1 位作者 满珂 陈宇 《中国中西医结合急救杂志》 CAS CSCD 北大核心 2020年第2期213-215,共3页

近期新型冠状病毒(2019-nCoV)感染肆虐,兰州大学第二医院重症医学科(ICU)收治疑似新型冠状病毒肺炎(简称新冠肺炎)重症患者1例,临床表现、实验室检查和肺部影像学符合卫生健康委员会下发诊疗方案,虽2次咽拭子2019-nCoV核酸检测均阴性,... 近期新型冠状病毒(2019-nCoV)感染肆虐,兰州大学第二医院重症医学科(ICU)收治疑似新型冠状病毒肺炎(简称新冠肺炎)重症患者1例,临床表现、实验室检查和肺部影像学符合卫生健康委员会下发诊疗方案,虽2次咽拭子2019-nCoV核酸检测均阴性,但肺泡灌洗液宏基因组测序(mNGS)2019-nCoV核酸检测阳性,最终确诊为新冠肺炎危重症.因此,对于临床表现尤其是影像学符合新冠肺炎特征的患者,即使核酸检测阴性,仍不能完全排除2019-nCoV感染的可能,必要时可采集肺泡灌洗液等深部标本行mNGS2019-nCoV核酸检测;同时,早期、积极、综合性地器官功能支持治疗对于2019-nCoV感染危重症患者有重要的救治意义. 展开更多

关键词 新型冠状病毒肺炎 危重症 宏基因组测序 器官功能支持

暂未订购

理论、视角与西北民俗学研究的发展探赜

12

作者 满珂 《青海民族研究》 CSSCI 北大核心 2018年第4期75-78,共4页

开发较早、历史悠久、古代丝绸之路横贯、多族群长期共处、自然地理环境独特,实施"一带一路"倡议重点区域的中国西北地区民俗文化资源极为丰富,也由于近代发展速度较为缓慢,更于全球化、同质化的时代背景下保留了许多民俗传... 开发较早、历史悠久、古代丝绸之路横贯、多族群长期共处、自然地理环境独特,实施"一带一路"倡议重点区域的中国西北地区民俗文化资源极为丰富,也由于近代发展速度较为缓慢,更于全球化、同质化的时代背景下保留了许多民俗传统。但是,资源只是提供了研究的基础,过往民俗学研究的某些不足使得西北的民俗学研究始终未能获得与其民俗存量相一致的地位。本文试图从理论的应用与创新以及研究视角的拓展等方面入手,探讨西北民俗学研究发展的具体、可能途径,倡导关注社会现实,加强民俗学理论建设与研究,实现地方性知识与学科学术前沿的对接,提高西北民俗学研究的整体影响力。一孔之见,还请方家指正。 展开更多

关键词 理论 视角 西北 民俗学研究

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于GRU-RF模型的TBM掘进参数预测研究 被引量：11

13

作者 满轲 曹子祥 +2 位作者 刘晓丽 宋志飞 刘汭琳 《应用基础与工程科学学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第6期1519-1539,共21页

在TBM施工过程中,仅依靠主司机主观经验确定掘进参数可能导致施工效率低、卡机、刀盘磨损严重和围岩坍塌等问题.采用最小二乘法将门控循环单元(GRU)和随机森林(RF)进行集成,开发一种TBM掘进参数预测模型(GRU-RF模型),并利用灰色关联度... 在TBM施工过程中,仅依靠主司机主观经验确定掘进参数可能导致施工效率低、卡机、刀盘磨损严重和围岩坍塌等问题.采用最小二乘法将门控循环单元(GRU)和随机森林(RF)进行集成,开发一种TBM掘进参数预测模型(GRU-RF模型),并利用灰色关联度分析方法对模型输入特征进行筛选.GRU-RF模型预测掘进参数推力、转速和贯入度的拟合优度(R2)平均值为0.81、平均绝对百分比误差(MAPE)平均值为8.32%、均方根误差(RMSE)平均值为0.74,相对误差(RE)平均值几乎为0.选择双向长短时记忆(BiLSTM)模型、误差反向传播神经网络(BPNN)模型、GRU-BPNN模型和BPNN-RF模型进行各掘进参数预测结果误差的对比分析.结果表明,GRU-RF模型的预测准确度和泛化性最高,最小二乘法集成传统机器学习模型和深度学习模型可以构建强预测性能的预测模型.最后证明了灰色关联度分析在预测模型输入特征筛选中的必要性.该研究为实际工程掘进参数预测提供了指导,有助于推动TBM智能化施工. 展开更多

关键词 隧道工程 TBM 岩体参数 掘进参数 GRU-RF模型 最小二乘法 灰色关联度分析

原文传递

周边空孔效应对爆破振速及围岩损伤的影响研究 被引量：11

14

作者 满轲 刘晓丽 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2020年第11期127-134,184,共9页

基于光面爆破施工方法,设计了甘肃北山坑探设施项目光面爆破施工的爆破参数,研究了周边孔在空孔间隔情况下的炮眼布置方案。进而,从爆破原理出发,对装药孔与空孔之间的相互爆破作用进行了分析计算,认为在应力集中区与破裂区相互重合状... 基于光面爆破施工方法,设计了甘肃北山坑探设施项目光面爆破施工的爆破参数,研究了周边孔在空孔间隔情况下的炮眼布置方案。进而,从爆破原理出发,对装药孔与空孔之间的相互爆破作用进行了分析计算,认为在应力集中区与破裂区相互重合状态下的空孔间距是最适宜的间距,通过计算获得其间距值约为30 cm。进一步的实施了在空孔间隔布设周边孔情况下的光面爆破试验,根据爆破后的炮孔利用率及半孔率,发现在采用空孔间隔的左帮位置处,光面爆破效果良好,验证了通过上述方法计算得到的空孔间距是合理的。同时,对爆破过程中和爆破后分别实施了爆破振动监测及围岩损伤测试,爆破振动测试结果显示:空孔间隔侧的最大振速(12 cm/s)小于普通药包侧的最大振速(20 cm/s)。围岩损伤测试结果表明:空孔间隔装药处爆破导致的围岩损伤范围(22 cm)也较普通药包处小(27 cm)。需指出的是,钻爆施工涵盖多种不同的爆破参数,影响因素众多,该文爆破试验获取的爆破数据仅仅是对周边孔布设空孔时产生空孔效应的初步探索,该研究可对后续工程开挖提供相应的试验数据与理论支撑,其对于深部地下工程的爆破开挖及高放废物的深地质处置,有一定的理论指导意义。 展开更多

关键词 光面爆破 周边孔 空孔效应 爆破振速 围岩损伤

在线阅读 下载PDF 职称材料

深部岩体半正弦应力波扰动下的层裂试验研究 被引量：10

15

作者 满轲 刘晓丽 宋志飞 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期428-434,共7页

针对深部岩体在应力波扰动作用下所呈现出的层裂破坏现象,基于一维弹性波理论,首先阐明了一个简单的半正弦应力波在单个岩石杆件中的传播机理,并剖析其层裂破坏原理;依据净拉应力与动拉伸强度等特征因子,刻画并表征了其破坏过程。进而,... 针对深部岩体在应力波扰动作用下所呈现出的层裂破坏现象,基于一维弹性波理论,首先阐明了一个简单的半正弦应力波在单个岩石杆件中的传播机理,并剖析其层裂破坏原理;依据净拉应力与动拉伸强度等特征因子,刻画并表征了其破坏过程。进而,采用SHPB设备开展了岩石杆件的层裂试验,发现层裂后岩石杆件其破坏断口较为齐整,并且与拉伸应力方向基本保持为垂直,属于典型的I型拉伸破坏。并且,层裂长度与理论分析值表征出一致的规律,亦即随着层裂次数增加,岩石杆件断裂的长度将逐渐增大。进一步地分析并揭示了岩石介质发生层裂的根本原因,是由于岩石处于强扰动所致的动力效应与岩石样品自身不均匀性、非线弹性及各向异性所体现出的结构效应而共同作用、相互耦合所引起的。文中所揭示的某些岩石工程破坏行为背后的固有本质,可对岩土工程的精细化开挖与支护设计、岩爆预警与监测等提供相应的理论支撑,其对于深部地下工程的强动力扰动行为与渐进失稳破坏现象,亦有一定的理论指导意义与工程应用前景。 展开更多

关键词 深部岩体 层裂 半正弦应力波扰动 动力效应 结构效应

原文传递

基于灰色关联分析和SSA-RF模型的岩爆等级预测 被引量：11

16

作者 满轲 武立文 +4 位作者 刘晓丽 宋志飞 柳宗旭 刘汭琳 曹子祥 《金属矿山》 CAS 北大核心 2023年第5期202-212,共11页

矿山巷道、交通隧道等工程中岩爆灾害频发,岩爆预测变得尤为重要。为了提高岩爆等级的预测准确率和预测模型泛化性,提出了一种采用麻雀搜索算法(SSA)优化随机森林算法(RF)模型的SSA-RF模型。考虑岩爆等级预测指标的合理性,综合岩爆成因... 矿山巷道、交通隧道等工程中岩爆灾害频发,岩爆预测变得尤为重要。为了提高岩爆等级的预测准确率和预测模型泛化性,提出了一种采用麻雀搜索算法(SSA)优化随机森林算法(RF)模型的SSA-RF模型。考虑岩爆等级预测指标的合理性,综合岩爆成因特点并根据灰色关联分析结果进行4组方案比选以确定最佳预测指标组合,采用模型的重要度分析验证最佳预测指标组合的合理性。方案一保留全部预测指标作为对比项,方案二筛除与岩爆等级之间灰色关联度较低的两项预测指标,方案三采用复合指标,方案四采用独立指标。搜集了151个岩爆样本数据作为模型数据集,将SSA-RF模型的预测效果与其他7种预测方法进行比较,并分析了不同样本容量的模型敏感性。结果表明:方案二为最佳方案,最佳预测指标组合为围岩切向应力、应力系数、弹性能指数和单轴抗压强度;相比于其他7种预测方法,SSA-RF模型在4组方案中预测准确率均最高且平均准确率达到88.09%,在最佳方案中甚至达到95.23%;SSA-RF模型的预测指标重要度排序较RF模型更合理并有效验证了最佳预测指标组合的合理性;采用SSA优化RF模型可以提高RF模型对不同岩爆样本容量的预测准确率和泛化性,有效弥补了RF模型随机性的不足。综上可知,SSA-RF模型对于实际工程的岩爆等级预测具有可行性和有效性。 展开更多

关键词 岩爆等级预测 灰色关联分析 SSA-RF模型 模型重要度分析 模型敏感性分析

在线阅读 下载PDF 职称材料

不同爆破掏槽形式的反应频谱综合分析 被引量：8

17

作者 满轲 刘晓丽 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2021年第7期52-63,共12页

针对相同的地质条件,采用相同的爆破耗材,分别设计了直眼掏槽、单楔形掏槽、双楔形掏槽共计三种掏槽方式。进一步实施了在不同掏槽方式情况下的光面爆破试验。依据爆破效果,发现直眼掏槽方式更有利于爆破硐室成型,而单楔形和双楔形掏槽... 针对相同的地质条件,采用相同的爆破耗材,分别设计了直眼掏槽、单楔形掏槽、双楔形掏槽共计三种掏槽方式。进一步实施了在不同掏槽方式情况下的光面爆破试验。依据爆破效果,发现直眼掏槽方式更有利于爆破硐室成型,而单楔形和双楔形掏槽更有利于岩石的破碎及岩渣抛掷。从加速度反应谱、速度反应谱和位移反应谱角度对爆破后体系的动力响应予以分析,发现直眼掏槽无论是加速度响应峰值,还是速度和位移响应峰值均为最大,而双楔形掏槽的上述对应响应峰值均为最小,并且直眼掏槽能量更多集中在低频部分,对于工程稳定性更为不利。反应谱特征充分说明在该工程体系中,宜采用双楔形掏槽方式进行爆破设计。同时,需指出的是,该文获得的位移、速度和加速度反应谱,与爆破振动波自身的波动特征并不相同,该反应谱是爆破振动波动与结构体系的动力响应之间的一个联系,可为结构体系的最大响应峰值提供参考,并能为爆破参数设计提供理论依据。 展开更多

关键词 直眼掏槽 单楔形掏槽 双楔形掏槽 加速度反应频谱 速度反应频谱 位移反应频谱

在线阅读 下载PDF 职称材料

静-动态加载条件下岩石断裂特性及断口形貌特征研究 被引量：6

18

作者 满轲 刘晓丽 +5 位作者 宋志飞 宋小软 程海丽 郭占峰 柳宗旭 于云鹤 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第8期2876-2886,共11页

采用直切槽半圆盘弯曲型试件,对北京房山花岗岩样品进行静态断裂韧性和动态断裂韧性试验,获得其静态断裂韧度与动态断裂韧度的定量关系;采用不同表面形貌刻画技术,对破坏岩样的表面形貌进行观测与表征,获得岩石表面的三维重构及其粗糙... 采用直切槽半圆盘弯曲型试件,对北京房山花岗岩样品进行静态断裂韧性和动态断裂韧性试验,获得其静态断裂韧度与动态断裂韧度的定量关系;采用不同表面形貌刻画技术,对破坏岩样的表面形貌进行观测与表征,获得岩石表面的三维重构及其粗糙度。研究结果表明:在中高应变率条件下,动态断裂韧度一般为静态断裂韧度的1.3~2.6倍,动态传播韧度为动态起裂韧度的3~4倍,静态断裂韧度的8~10倍;其静态和动态断裂都呈Ⅰ型裂纹拉伸破坏模式。同时,在静态韧性测试中,裂纹断裂模式主要为沿晶断裂,穿晶断裂相对较少;而在动态韧性测试中,裂纹断裂模式主要为沿晶和穿晶耦合断裂。裂纹传播过程均经历了加速阶段和减速阶段,裂纹传播速度与其表面三维形貌重构的相对高度变化趋势一致,同样与表面粗糙度变化规律相吻合。岩石静态行为与动态行为的本质区别是,材料在动态加载时所表现出来的率效应(惯性效应)与材料自身由物理、几何引起的结构效应存在相互抵消、此消彼长的本质属性。 展开更多

关键词 静态断裂韧度 动态断裂韧度 动态传播韧度 NSCB 细观表面形貌

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于CNN-LSTM模型的TBM隧道掘进参数及岩爆等级预测 被引量：8

19

作者 满轲 武立文 +2 位作者 刘晓丽 宋志飞 李可娜 《煤炭科学技术》 CSCD 北大核心 2024年第S2期21-37,共17页

为了提高交通水利和深部煤矿工程中的TBM智能化施工和灾害预测的能力,提出了一种结合卷积神经网络(CNN)和长短时记忆神经网络(LSTM)优势的CNN-LSTM模型,依托“引汉济渭”工程,预测TBM隧道稳定段掘进参数和岩爆等级。此外,对TBM数据进行... 为了提高交通水利和深部煤矿工程中的TBM智能化施工和灾害预测的能力,提出了一种结合卷积神经网络(CNN)和长短时记忆神经网络(LSTM)优势的CNN-LSTM模型,依托“引汉济渭”工程,预测TBM隧道稳定段掘进参数和岩爆等级。此外,对TBM数据进行清洗和预处理,根据桩号将TBM数据、地质参数和岩爆等级匹配,基于灰色关联分析筛选出合理的预测指标,合理选择CNN-LSTM模型的超参数以获得较好的预测结果,并与其他模型的预测结果进行对比分析。研究结果表明:对于TBM隧道稳定阶段的掘进参数推力F、贯入度P和扭矩M,CNN-LSTM模型预测的平均绝对误差(MAE)、平均绝对百分比误差(MAPE)和均方根误差(RMSE)明显小于其他模型且较稳定。其中,扭矩M的预测效果最好,推力F的预测效果次之,贯入度P的预测效果最差;随着岩爆等级的增加,刀盘和刀具受到严重冲击,不同模型对于以上掘进参数的预测效果变差,但CNN-LSTM模型的预测结果均在有效范围内且具有较高的鲁棒性;CNN-LSTM模型预测TBM隧道岩爆等级的准确率(ACC)、精确率(PRE)和召回率(REC)明显高于其他模型,准确率(ACC)、宏观精确率(MPRE)和宏观召回率(MREC)分别达到98.17%、97.73%和98.58%;根据模型的随机采样分析可知,CNN-LSTM模型对于相同容量的不同岩爆样本的鲁棒性较高,明显优于其它模型。综上,CNN-LSTM模型对于TBM隧道的掘进参数及岩爆等级的预测具有可行性和有效性。 展开更多

关键词 TBM隧道 掘进参数 岩爆等级 CNN-LSTM模型 灰色关联分析

在线阅读 下载PDF 职称材料

地质突变条件下基于组合模型的围岩等级和TBM掘进参数预测 被引量：4

20

作者 满轲 曹子祥 +4 位作者 刘晓丽 宋志飞 柳宗旭 刘汭琳 武立文 《河海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期55-62,共8页

为了提高硬岩隧道掘进机(TBM)施工的安全性和智能化,基于TBM掘进数据,提出了一种将双向长短期记忆(BiLSTM)网络与支持向量机回归(SVR)算法相结合的可以同时进行围岩等级和TBM掘进参数预测的组合模型(BiLSTM-SVR模型)。实例验证结果表明:... 为了提高硬岩隧道掘进机(TBM)施工的安全性和智能化,基于TBM掘进数据,提出了一种将双向长短期记忆(BiLSTM)网络与支持向量机回归(SVR)算法相结合的可以同时进行围岩等级和TBM掘进参数预测的组合模型(BiLSTM-SVR模型)。实例验证结果表明:BiLSTM-SVR模型对围岩等级的预测准确度较高,均方根误差均小于0.0265、平均绝对百分比误差均小于0.95%;BiLSTM-SVR掘进参数预测中,推力和扭矩的预测准确度最高,净掘进速度和开挖比能的预测准确度最低;BiLSTM-SVR模型比BiLSTM模型和SVR模型的掘进参数预测准确度有较大的提高,因此进行单一模型的组合可以有效提高模型预测的准确度和鲁棒性。 展开更多

关键词 TBM 地质突变 围岩等级 掘进参数 BiLSTM-SVR模型

在线阅读 下载PDF 职称材料