基于模糊理论的铣挖隧道围岩质量分级方法
发布时间：2021-01-26 04:43
铣挖隧道围岩质量分级是隧道铣挖施工适应性评价的重要依据。它对隧道施工方法选择、设备选型、施工进度与施工成本而言至关重要。因此,有必要考虑铣挖施工方法适应性对围岩质量分级方法进行研究,具有重要的理论与工程实际意义。为此,本文将运用模糊理论,在探讨铣挖施工方法影响因素的基础上,对铣挖施工隧道围岩质量分级进行研究。首先,基于隧道铣挖瞬时切割速率可以综合反映围岩岩性条件与施工机械设备对该施工方法适应性影响的特点,选取铣挖瞬时切割速率作为围岩分级标准的量化指标,然后,考虑其影响的模糊不确定性,采用FCM聚类分析方法对大量工程实测铣挖瞬时切割速率值进行分类,建立出铣挖施工隧道围岩质量分级标准。然后,在全面探讨铣挖施工方法影响因素的基础上,考虑影响因素的模糊性和层次性特点,建立出铣挖施工隧道围岩质量分级的三级模糊综合评价模型,并提出了诸如连续型和离散型评价指标隶属度及其权重向量等模型参数确定方法,同时,为减小隶属度和权重确定的主观性,提出了确保隶属度和权重确定的客观性与合理性的相应策略。该模型考虑因素全面,且尽最大可能减小主观因素的干扰,确保了模型具有良好的可操作性。为使围岩质量分级模型具有更好的实...
【文章来源】：湖南大学湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 围岩质量分级方法研究现状
1.2.1 基于围岩稳定性及加固支护的围岩质量分级方法研究现状
1.2.2 基于隧道施工方法适应性的围岩质量分级方法研究现状
1.3 本文主要研究内容与整体研究方案
1.3.1 主要研究内容
1.3.2 整体研究方案
第2章 基于FCM聚类分析的围岩质量分级标准
2.1 概述
2.2 模糊理论基础
2.2.1 经典集合与特征函数
2.2.2 模糊集合与隶属函数
2.2.3 模糊集合的运算
2.3 FCM聚类分析方法
2.3.1 数据集的硬c划分与模糊c划分
2.3.2 聚类目标函数
2.3.3 FCM聚类分析方法的操作步骤
2.4 铣挖施工隧道围岩质量分级标准
2.4.1 实测铣挖瞬时切割速率ICR值数据集的建立
2.4.2 铣挖施工隧道围岩质量分级标准的确定
2.5 本章小结
第3章 隧道铣挖施工适应性的影响因素分析
3.1 概述
3.2 悬臂式掘进机
3.2.1 悬臂式掘进机发展概况
3.2.2 悬臂式掘进机分级
3.2.3 悬臂式掘进机的结构与功能
3.3 围岩岩性因素分析
3.3.1 岩石单轴抗压强度
3.3.2 比能耗
3.3.3 岩石耐磨性
3.3.4 岩体质量指标RQD
3.4 施工设备因素分析
3.4.1 悬臂式掘进机截割功率
3.4.2 截齿数量
3.4.3 截齿类型
3.4.4 截齿排列方式
3.4.5 截齿材料耐磨性
3.5 本章小结
第4章 基于模糊综合评价的围岩质量分级模型
4.1 概述
4.2 铣挖施工隧道围岩质量分级模型
4.2.1 模糊综合评价原理
4.2.2 三级模糊综合评价模型
4.2.3 评判结果定量化处理
4.3 围岩质量分级模型参数确定方法
4.3.1 连续型指标隶属度确定方法
4.3.2 离散型评价指标隶属度确定方法
4.3.3 权重向量确定方法
4.4 本章小结
第5章 基于Mamdani模糊推理的围岩质量分级模型
5.1 概述
5.2 模糊推理的基本概念
5.2.1 模糊化
5.2.2 模糊IF-THEN规则库
5.2.3 Mamdani模糊推理方法
5.2.4 去模糊化
5.3 基于模糊推理的铣挖施工隧道围岩质量分级模型
5.3.1 铣挖施工隧道围岩质量分级模型
5.3.2 隶属函数确定
5.3.3 模糊IF-THEN规则形成方法
5.3.4 铣挖施工隧道围岩质量分级步骤
5.4 本章小结
第6章 工程实例分析与讨论
6.1 概述
6.2 工程概况
6.2.1 工程实例一
6.2.2 工程实例二
6.3 围岩质量分级结果比较与分析
6.3.1 工程实例一计算结果
6.3.2 工程实例二计算结果
6.3.3 不同方法分级结果对比
6.4 本章小结
结论与展望
参考文献
致谢
附录 A（攻读学位期间所发表的学术论文目录）
本文编号：3000491
【文章来源】：湖南大学湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 围岩质量分级方法研究现状
1.2.1 基于围岩稳定性及加固支护的围岩质量分级方法研究现状
1.2.2 基于隧道施工方法适应性的围岩质量分级方法研究现状
1.3 本文主要研究内容与整体研究方案
1.3.1 主要研究内容
1.3.2 整体研究方案
第2章 基于FCM聚类分析的围岩质量分级标准
2.1 概述
2.2 模糊理论基础
2.2.1 经典集合与特征函数
2.2.2 模糊集合与隶属函数
2.2.3 模糊集合的运算
2.3 FCM聚类分析方法
2.3.1 数据集的硬c划分与模糊c划分
2.3.2 聚类目标函数
2.3.3 FCM聚类分析方法的操作步骤
2.4 铣挖施工隧道围岩质量分级标准
2.4.1 实测铣挖瞬时切割速率ICR值数据集的建立
2.4.2 铣挖施工隧道围岩质量分级标准的确定
2.5 本章小结
第3章 隧道铣挖施工适应性的影响因素分析
3.1 概述
3.2 悬臂式掘进机
3.2.1 悬臂式掘进机发展概况
3.2.2 悬臂式掘进机分级
3.2.3 悬臂式掘进机的结构与功能
3.3 围岩岩性因素分析
3.3.1 岩石单轴抗压强度
3.3.2 比能耗
3.3.3 岩石耐磨性
3.3.4 岩体质量指标RQD
3.4 施工设备因素分析
3.4.1 悬臂式掘进机截割功率
3.4.2 截齿数量
3.4.3 截齿类型
3.4.4 截齿排列方式
3.4.5 截齿材料耐磨性
3.5 本章小结
第4章 基于模糊综合评价的围岩质量分级模型
4.1 概述
4.2 铣挖施工隧道围岩质量分级模型
4.2.1 模糊综合评价原理
4.2.2 三级模糊综合评价模型
4.2.3 评判结果定量化处理
4.3 围岩质量分级模型参数确定方法
4.3.1 连续型指标隶属度确定方法
4.3.2 离散型评价指标隶属度确定方法
4.3.3 权重向量确定方法
4.4 本章小结
第5章 基于Mamdani模糊推理的围岩质量分级模型
5.1 概述
5.2 模糊推理的基本概念
5.2.1 模糊化
5.2.2 模糊IF-THEN规则库
5.2.3 Mamdani模糊推理方法
5.2.4 去模糊化
5.3 基于模糊推理的铣挖施工隧道围岩质量分级模型
5.3.1 铣挖施工隧道围岩质量分级模型
5.3.2 隶属函数确定
5.3.3 模糊IF-THEN规则形成方法
5.3.4 铣挖施工隧道围岩质量分级步骤
5.4 本章小结
第6章 工程实例分析与讨论
6.1 概述
6.2 工程概况
6.2.1 工程实例一
6.2.2 工程实例二
6.3 围岩质量分级结果比较与分析
6.3.1 工程实例一计算结果
6.3.2 工程实例二计算结果
6.3.3 不同方法分级结果对比
6.4 本章小结
结论与展望
参考文献
致谢
附录 A（攻读学位期间所发表的学术论文目录）
本文编号：3000491
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