Stability evaluation of depth cutting slope in rock mass base on artificial neural network
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摘要: 在综合分析岩质路堑深边坡变形破坏模式的基础上, 提出评价岩体边坡工程稳定性的指标; 讨论了神经网络在岩质路堑深边坡稳定性评价中的应用, 提出了基于ANN下路堑深边坡稳定性评价的方法; 通过样本训练和实例预测评价结果表明, 该方法是有效、可行的。Abstract: Based on comprehensively analysis of the deformation and failure mode of depth cutting slope on the rock mass, the evaluating indices of the slope engineering stability in rock mass are pointed out.The application of the theory of artificial neural network(ANN) in the stability cf the depth cutting slope in the rock mass is analyzed.Based on the ANN, the stability evaluation method of the depth cutting slope is presented. The manner is effective and practice by evaluation the practice freeway slope.
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Key words:
- artificial neural network(ANN) /
- cutting depth slope /
- rock slope /
- freeway
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图 1 基于ANN下的路堑边坡稳定性评价结构
Figure 1. The structure sketch map of the stability of cutting slope base on the ANN
表 1 边坡结构及其变形破坏方式
Table 1. The relation between deformation and failure mode of slope and slope structure
边坡结构 变形破坏方式 备注: 坡角αj、层面倾角αi 岩体结构 结构面与边坡关系 整体结构 崩塌破坏 底部有软弱基座的陡边坡 塑流~拉裂 底部有软弱基座 层状结构 正交 顺倾(优势面倾向与坡向夹角 < 20°) 倾倒破坏或溃屈破坏 αj < αi 顺层滑动 αj > αi 溃屈破坏 αj=αi, 陡倾 反倾(优势面倾向与坡向夹角在160°~200°间) 倾倒破坏 弧形破坏 平迭(优势面倾角 < 10°) 弧形~平面滑动 均匀薄层 水平错动 厚薄相间 崩塌破坏 厚层, 底部有软弱基座 斜交 结构面的交线顺倾 楔体破坏 结构面的交线反倾 崩塌破坏 碎裂结构 追踪滑动破坏 散体结构 弧形破坏 块体结构 正交 单一结构面 顺倾 单平面滑动 αj > αi 二组及以上结构面 折线滑动 多组结构面 斜交 结构面的交线顺倾 楔体破坏 结构面的交线反倾或斜交 关键块体滑动 正交 直立或反倾 块体崩塌破坏 
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表 2 路堑边坡稳定性的影响因素
Table 2. The stability effect factor of slope
序号 影响因素 1 岩石强度 2 风化作用 3 岩体结构 4 结构面产状及连续性 5 坡高 6 地下水 7 边坡结构 8 环境条件 9 工程因素
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表 3 边坡结构对边坡稳定性的影响系数
Table 3. The effect of slope structure on the stability of rock slope
边坡破坏类型 结构面特征 很稳定 稳定 基本稳定 不稳定 很不稳定 平面滑动 βj-βi > 30° 30°~20° 20°~10° 10°~5° < 5° 倾倒破坏 βj-βi-180° > 30° 30°~20° 20°~10° 10°~5° < 5° 平面或倾倒 S1 0.15 0.40 0.70 0.85 1.00 平面滑动 αi < 20° 20°~30° 30°~35° 35°~45° > 45° 平面滑动 S2 0.15 0.40 0.70 0.85 1.00 倾倒破坏 S2 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 平面滑动 αi-αj > 10° 10°~0° 0° 0°~-10° < -10° 倾倒破坏 αi-αj < 110° 110°~120° > 120° 0°~-10° < -10° 平面或倾 S3 0 -6 -25 -50 -60 注: αi、βi分别为结构面的倾角和倾向; αj、βj分别为坡面的倾角和倾向。
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表 4 施工方法对边坡稳定性的影响系数
Table 4. The effect of various construction methods on the stability of slope
开挖方法 自然边坡 周边预爆 常规爆破 光面爆破 缺陷爆破 影响系数ke 1.00 0.75 0.60 0.20 0
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表 5 坡形对边坡工程稳定性的影响系数
Table 5. The effect of the shape on the stability of the slope
坡形(台阶的宽高比) 0.75 0.50 0.30 0.20 0.10 影响系数ks 1.00 0.75 0.50 0.20 0
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表 6 学习样本、检验样本和预测样本结果
Table 6. The network result of the sample for the study, test and the prediction
序号 SRQC SSC SCC SHC EFEC 实际稳定系数 输出稳定值 边坡实际状态 边坡输出状态 预测误差 1 0.473 0.500 0.025 0.640 1.10 1.450 1.430 1 1.000 2 0.710 0.013 0.191 0.683 0.95 1.550 1.495 1 1.000 3 0.350 0.023 0.196 0.662 0.80 1.200 1.215 1 1.000 4 0.510 0.083 0.300 0.689 0.40 1.340 1.321 1 1.000 5 0.477 0.023 0.257 0.686 1.35 1.150 1.235 1 1.000 6 0.419 0.126 0.200 1.246 1.50 0.960 0.981 0 0.001 7 0.378 0.213 0.200 1.246 1.50 0.830 0.851 0 0.004 8 0.470 0.012 0.217 1.133 1.75 0.980 0.963 0 0.008 9 0.755 0.072 0.276 0.820 1.10 1.245 1.278 1 1.000 10 0.530 0.023 0.025 0.642 1.10 1.350 1.326 1 1.000 11 0.357 0.077 1.000 1.305 1.25 0.750 0.763 0 0.001 12 0.471 0.077 0.218 0.687 0.70 1.230 1.258 1 1.000 13 1.000 0.000 0.914 0.768 0.70 0.952 0.968 0 0.007 14 0.530 0.023 0.914 0.763 0.20 1.150 1.055 1 0.998 15 0.710 0.013 0.857 0.549 0.20 1.050 1.107 1 0.968 16 0.477 0.023 0.800 1.237 0.30 1.100 1.192 1 1.008 17 0.419 0.120 0.728 1.367 1.00 1.050 1.123 0 0.245 18 0.350 0.023 0.847 0.678 1.25 1.000 0.896 0 0.326 19 0.700 0.058 0.914 1.138 0.70 1.785 1.931 1 1.000 20 0.900 0.700 1.000 1.056 0.60 1.687 1.833 1 1.138 以下为测试样本 1 0.349 0.023 0.222 0.908 1.35 0.950 1.133 0 0.005 0.183 2 0.413 0.099 0.225 0.682 1.10 1.160 1.132 1 0.987 0.028 3 0.700 0.070 0.440 0.913 1.10 1.210 1.335 1 1.000 0.125 以下为预测样本 1 0.358 0.068 0.273 0.908 1.25 1.018 0.005
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[1] 包惠明. 长江三峡黄蜡石滑坡稳定性评价[J]. 桂林冶金地质学院学报, 1993, 13(3): 258-264. [2] 张倬元, 王兰生, 王士天. 工程地质分析原理[M]. 北京: 地质出版社, 1981. [3] 孙玉科, 姚宝魁. 我国岩质边坡变形破坏的主要地质模式[J]. 岩石力学与工程学报, 1983, 2(2): 67-76. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-YSLX198301007.htm [4] 谷德振. 岩体工程地质力学基础[M]. 北京: 科学出版社, 1979. [5] 孙广忠. 岩体结构力学[M]. 北京: 科学出版社, 1999. [6] 孙玉科, 杨志法. 中国露天矿边坡稳定性研究[M]. 北京: 中国科学技术出版社, 1999.81-102. [7] 孙玉科. 边坡岩体稳定性分析[M]. 北京: 科学出版社, 1988. [8] GB 50218-94, 工程岩体分级标准[S]. [9] Beieniawski Z T. The geomechanics classification in rock engineering applications[A]. Proceedings of the 4th International Congress in Rock Mechanics[C]. International Society for Rock Mechanics(ISRM), 1979. 41-48. [10] Romana M. SMR classification[A]. Proceedings of the 7th International Congress in Rock Mechanics[C]. International Society for Rock Mechanics (ISRM), 1992.78-84. [11] 孙广忠, 姚宝魁. 中国滑坡地质灾害及其研究[A]. 中国典型滑坡[C]. 北京: 科学出版社, 1998. [12] 蒋爵光. 岩石边坡几个问题的分析[J]. 铁路地质与路基, 1998, 37(1): 1-11. [13] 冯夏庭. 智能岩石力学导论[M]. 北京: 科学出版社, 2000.20-28. -
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