基于遗传算法和支持向量机的西南岩溶越岭隧道涌水量预测
发布时间：2022-02-19 03:34
随着国家经济的高速发展,对铁路公路交通系统的便利发达提出了更高的要求,这也使得更多的越岭隧道在不断开发建成。很多越岭隧道在穿越岩溶发育地带时会有来自岩溶侵蚀的多重危害,如:高压涌突水、突泥突砂等。在西南地区,当越岭隧道穿越岩溶区时,发生的涌突水灾害居多。在隧道涌突水量的预测方面已经有大量学者进行研究并取得了不可小觑的成果,当前应用在隧道工程的预测涌突水量问题上方法以水均衡原理和地下水动力学等理论计算方法和数值模拟为主。由于大多数越岭隧道穿越的地质结构过于复杂,且穿越了岩溶地带和区域分水岭,这给传统理论计算方法和数值模拟都带来了很大的难度。而且在实际工程应用中,由于隧道所穿越的岩溶地质结构复杂以及水文地质参数的不准确性等问题,经常会人为简化或去除一些实际水文地质条件,且常以经验值代替。受限于个人学识导致些许重要信息被遗忘,从而使得隧道涌水量的预测准确率极低,不能为实际越岭隧道的开挖提供可信的涌突水预测值。从影响隧道涌水量繁杂因素的角度,收集西南地区已建成的岩溶越岭隧道涌突水灾害发生的实际案例,使用机器学习的方法,建立涌突水的支持向量机模型,为传统涌突水预测方法增加一丝光彩。从岩溶越岭隧道...
【文章来源】：成都理工大学四川省
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 前言
1.1 选题依据及研究意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 隧道涌水量预测研究现状
1.2.2 支持向量机的应用研究现状
1.3 研究内容与技术路线
1.3.1 研究内容
1.3.2 技术路线
第2章 西南地区越岭隧道岩溶发育背景
2.1 已建岩溶越岭隧道水文地质条件与涌突水量情况
2.2 西南地区岩溶发育特征
2.2.1 地表岩溶发育特征
2.2.2 地下岩溶发育特征
2.2.3 岩溶水特征
第3章 岩溶越岭隧道涌突水影响因素分析
3.1 概述
3.2 岩溶越岭隧道涌突水灾害影响因素分析
3.2.1 岩石可溶性
3.2.2 地质构造类型
3.2.3 围岩分级
3.2.4 岩层厚度
3.2.5 岩层倾角
3.2.6 隧道所处水动力分带
3.2.7 地形坡度与降雨入渗系数
3.3 涌突水灾害影响因素的等级控制
第4章 GA-SVM模型构建及验证分析
4.1 数据的获取及处理
4.1.1 数据处理的相关理论
4.1.2 数据的选取及预处理
4.1.3 空缺值补齐处理
4.1.4 数据样本不均衡处理
4.2 模型选择的相关理论
4.2.1 随机森林
4.2.2 朴素贝叶斯
4.2.3 支持向量机
4.3 结果精度对比评价方法
4.4 不同算法模型涌水量预测结果对比
4.5 核函数的选取
4.5.1 理论基础
4.5.2 对比分析结果
4.6 参数寻优
4.6.1 遗传算法理论概述
4.6.2 参数寻优结果分析
4.7 小结
第5章 拟建渝昆高铁斜坡区涌水量预测
5.1 工程基础地质概况
5.1.1 地层岩性
5.1.2 地质构造
5.2 拟建渝昆高铁涌突水预测
5.2.1 隧道涌突水灾害影响因素统计
5.2.2 隧道涌突水灾害影响因素等级控制
5.2.3 渝昆高铁涌突水预测
5.3 小结
结论
致谢
参考文献
附录
攻读学位期间取得学术成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]渝昆高铁斜坡地带岩溶阶梯状分布特征研究[J]. 及时雨. 甘肃水利水电技术. 2018(09)
[2]基于BP神经网络隧道涌水量预测分析[J]. 许俊峰. 黑龙江交通科技. 2018(07)
[3]襄渝铁路新大巴山隧道涌水量预测研究[J]. 张雄文. 铁道工程学报. 2018(06)
[4]深长隧道涌水量预测的三维数值模拟研究[J]. 江思珉,王耀明,栗现文,周念清. 现代隧道技术. 2018(02)
[5]隧道涌水量预测计算方法总结探讨[J]. 刘佳,刘哂搏,曹文翰,张强. 甘肃水利水电技术. 2018(02)
[6]基于GA-SVM的矿井涌水量预测[J]. 乔美英,程鹏飞,刘震震. 煤田地质与勘探. 2017(06)
[7]基于层次分析法隧道涌水量预测影响因素分析[J]. 郭锁山. 建筑技术开发. 2017(14)
[8]复杂地质条件下隧道涌水量预测与结果分析[J]. 安文生,李平. 水利科技与经济. 2016(09)
[9]新旗号岭隧道涌水量分析[J]. 朱鹏普. 四川建筑. 2016(01)
[10]秀山隧道渗涌水病害分析与处治设计[J]. 王道良,胡学兵,李科. 公路交通技术. 2015(06)
博士论文
[1]四川盆地南缘地形梯度带区域岩溶水系统研究[D]. 赵瑞.成都理工大学 2016
[2]宜万铁路施工期隧道岩溶突水地质灾害形成规律与危险性评估方法研究[D]. 雷军.北京交通大学 2011
[3]深部岩溶隧道溃水成灾机理及其工程处治技术研究[D]. 张旭东.重庆大学 2010
[4]西南山区岩溶隧道涌突水灾害危险性评价系统研究[D]. 杨艳娜.成都理工大学 2009
[5]现代深部岩溶形成机理及其对越岭隧道工程控制作用评价[D]. 毛邦燕.成都理工大学 2008
[6]通海隧道区域构造发育规律及其发震机理研究[D]. 李光慧.中国地质大学（北京） 2007
[7]圆梁山隧道岩溶突水机理及其防治对策[D]. 刘招伟.中国地质大学 2004
硕士论文
[1]诺水河风景区双峰垭隧道岩溶涌突水预测及其环境影响[D]. 李太双.成都理工大学 2018
[2]穿越层状含水结构隧道涌水量解析计算方法研究[D]. 张智雄.成都理工大学 2018
[3]西南地区岩溶隧道涌水量统计分析计算[D]. 陈瑜林.成都理工大学 2018
[4]西南典型岩溶越岭隧道涌水历程解析及应用研究[D]. 贺小勇.成都理工大学 2017
[5]西成线福仁山隧道涌突水灾害预测与研究[D]. 乔欣欣.成都理工大学 2016
[6]沪昆高铁大独山隧道岩溶化岩体力学性质及应用研究[D]. 陈云.北京交通大学 2015
[7]SVM核参数优化研究与应用[D]. 杨海.浙江大学 2014
[8]秀宁隧道施工地质灾害超前预报技术及方法研究[D]. 范小龙.北京交通大学 2013
[9]基于统计分析的西南岩溶隧道涌水量预测探析[D]. 喻成云.成都理工大学 2013
[10]滇东高原岩溶隧道涌突水灾害风险评价研究[D]. 赵红梅.成都理工大学 2013
本文编号：3632134
【文章来源】：成都理工大学四川省
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 前言
1.1 选题依据及研究意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 隧道涌水量预测研究现状
1.2.2 支持向量机的应用研究现状
1.3 研究内容与技术路线
1.3.1 研究内容
1.3.2 技术路线
第2章 西南地区越岭隧道岩溶发育背景
2.1 已建岩溶越岭隧道水文地质条件与涌突水量情况
2.2 西南地区岩溶发育特征
2.2.1 地表岩溶发育特征
2.2.2 地下岩溶发育特征
2.2.3 岩溶水特征
第3章 岩溶越岭隧道涌突水影响因素分析
3.1 概述
3.2 岩溶越岭隧道涌突水灾害影响因素分析
3.2.1 岩石可溶性
3.2.2 地质构造类型
3.2.3 围岩分级
3.2.4 岩层厚度
3.2.5 岩层倾角
3.2.6 隧道所处水动力分带
3.2.7 地形坡度与降雨入渗系数
3.3 涌突水灾害影响因素的等级控制
第4章 GA-SVM模型构建及验证分析
4.1 数据的获取及处理
4.1.1 数据处理的相关理论
4.1.2 数据的选取及预处理
4.1.3 空缺值补齐处理
4.1.4 数据样本不均衡处理
4.2 模型选择的相关理论
4.2.1 随机森林
4.2.2 朴素贝叶斯
4.2.3 支持向量机
4.3 结果精度对比评价方法
4.4 不同算法模型涌水量预测结果对比
4.5 核函数的选取
4.5.1 理论基础
4.5.2 对比分析结果
4.6 参数寻优
4.6.1 遗传算法理论概述
4.6.2 参数寻优结果分析
4.7 小结
第5章 拟建渝昆高铁斜坡区涌水量预测
5.1 工程基础地质概况
5.1.1 地层岩性
5.1.2 地质构造
5.2 拟建渝昆高铁涌突水预测
5.2.1 隧道涌突水灾害影响因素统计
5.2.2 隧道涌突水灾害影响因素等级控制
5.2.3 渝昆高铁涌突水预测
5.3 小结
结论
致谢
参考文献
附录
攻读学位期间取得学术成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]渝昆高铁斜坡地带岩溶阶梯状分布特征研究[J]. 及时雨. 甘肃水利水电技术. 2018(09)
[2]基于BP神经网络隧道涌水量预测分析[J]. 许俊峰. 黑龙江交通科技. 2018(07)
[3]襄渝铁路新大巴山隧道涌水量预测研究[J]. 张雄文. 铁道工程学报. 2018(06)
[4]深长隧道涌水量预测的三维数值模拟研究[J]. 江思珉,王耀明,栗现文,周念清. 现代隧道技术. 2018(02)
[5]隧道涌水量预测计算方法总结探讨[J]. 刘佳,刘哂搏,曹文翰,张强. 甘肃水利水电技术. 2018(02)
[6]基于GA-SVM的矿井涌水量预测[J]. 乔美英,程鹏飞,刘震震. 煤田地质与勘探. 2017(06)
[7]基于层次分析法隧道涌水量预测影响因素分析[J]. 郭锁山. 建筑技术开发. 2017(14)
[8]复杂地质条件下隧道涌水量预测与结果分析[J]. 安文生,李平. 水利科技与经济. 2016(09)
[9]新旗号岭隧道涌水量分析[J]. 朱鹏普. 四川建筑. 2016(01)
[10]秀山隧道渗涌水病害分析与处治设计[J]. 王道良,胡学兵,李科. 公路交通技术. 2015(06)
博士论文
[1]四川盆地南缘地形梯度带区域岩溶水系统研究[D]. 赵瑞.成都理工大学 2016
[2]宜万铁路施工期隧道岩溶突水地质灾害形成规律与危险性评估方法研究[D]. 雷军.北京交通大学 2011
[3]深部岩溶隧道溃水成灾机理及其工程处治技术研究[D]. 张旭东.重庆大学 2010
[4]西南山区岩溶隧道涌突水灾害危险性评价系统研究[D]. 杨艳娜.成都理工大学 2009
[5]现代深部岩溶形成机理及其对越岭隧道工程控制作用评价[D]. 毛邦燕.成都理工大学 2008
[6]通海隧道区域构造发育规律及其发震机理研究[D]. 李光慧.中国地质大学（北京） 2007
[7]圆梁山隧道岩溶突水机理及其防治对策[D]. 刘招伟.中国地质大学 2004
硕士论文
[1]诺水河风景区双峰垭隧道岩溶涌突水预测及其环境影响[D]. 李太双.成都理工大学 2018
[2]穿越层状含水结构隧道涌水量解析计算方法研究[D]. 张智雄.成都理工大学 2018
[3]西南地区岩溶隧道涌水量统计分析计算[D]. 陈瑜林.成都理工大学 2018
[4]西南典型岩溶越岭隧道涌水历程解析及应用研究[D]. 贺小勇.成都理工大学 2017
[5]西成线福仁山隧道涌突水灾害预测与研究[D]. 乔欣欣.成都理工大学 2016
[6]沪昆高铁大独山隧道岩溶化岩体力学性质及应用研究[D]. 陈云.北京交通大学 2015
[7]SVM核参数优化研究与应用[D]. 杨海.浙江大学 2014
[8]秀宁隧道施工地质灾害超前预报技术及方法研究[D]. 范小龙.北京交通大学 2013
[9]基于统计分析的西南岩溶隧道涌水量预测探析[D]. 喻成云.成都理工大学 2013
[10]滇东高原岩溶隧道涌突水灾害风险评价研究[D]. 赵红梅.成都理工大学 2013
本文编号：3632134
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