基于D-S证据理论的岩爆预测方法研究

摘要

为了有效预测岩爆，提出基于D-S证据理论的岩爆预测方法.首先，选取与岩爆发生相关的6个指标因素作为证据体，并通过模糊物元框架和正态型隶属度函数构建证据体的基本概率分配.然后，利用K均值将证据体分类，并提出簇内证据用传统方式融合而簇间证据用权重方式融合的组合融合规则，以减轻高冲突证据融合的不利影响.最后，将模型应用在秦岭终南山公路隧道2号竖井工程，且与经验方法对比.为了分析预测过程的不确定性和估计岩爆发生概率，采用蒙特卡洛模拟进行抽样仿真，并通过Spearman秩相关系数衡量输入指标的全局敏感性.研究结果表明：输入指标在不同的岩爆案例的影响程度差异较大且方向不同；5个岩爆案例的发生概率在40.8%～70.1%之间.该模型表现出优异的预测分类性能，可为深埋地下工程岩爆预测提供参考.

关键词

岩石力学 / 岩爆预测 / D-S证据理论 / 模糊物元 / K均值

基金资助

国家自然科学基金资助项目（51934003）