巖體力學參數(shù)推斷的Bayes方法及截尾可靠度的研究與應用.pdf

1、隨著巖體工程的深入和發(fā)展，人們越來越關注巷道圍巖的穩(wěn)定性和可靠性。而目前可靠度計算過程中所需的巖體力學參數(shù)通常是通過經(jīng)典概率統(tǒng)計理論對試驗數(shù)據(jù)進行簡單的統(tǒng)計后得到的，這種以頻率穩(wěn)定性為基礎的經(jīng)典統(tǒng)計理論往往受樣本數(shù)量的制約。同時在這些統(tǒng)計分布形式中，隨機變量的取值范圍都是從-∞到+∞或從0到+∞，這種取值范圍不符合巖體力學參數(shù)的實際取值，計算的結(jié)果往往也不符合實際情況。針對上述問題，本文對巖體力學參數(shù)推斷的Bayes方法及截尾分布形式下

2、的可靠度進行了系統(tǒng)的研究。主要研究內(nèi)容如下： (1)應用概率統(tǒng)計方法中的二類錯誤理論，系統(tǒng)地研究了巖體力學參數(shù)推斷Bayes方法中驗前信息的處理、獲取以及驗前分布的確定等問題，建立了巖體力學參數(shù)推斷Bayes方法中驗前信息可信度的計算公式。 (2)應用概率統(tǒng)計方法中的二類錯誤理論，針對不同的驗前信息及不同的分布形式，分析了由于不同驗前分布的選取對驗后分布所產(chǎn)生的影響，建立了巖體力學參數(shù)推斷Bayes方法中驗前分布和驗后分

3、布的穩(wěn)健性計算公式和檢驗公式。 (3)利用在康家灣鉛鋅金礦收集到的50個單軸抗壓強度、50個單軸抗拉強度、50個彈性模量、50個泊松比歷史數(shù)據(jù)，以及進行的10個單軸抗壓強度、10個單軸抗拉強度試驗數(shù)據(jù)，在驗前分布形式為正態(tài)、對數(shù)正態(tài)、極值等情況下，對康家灣鉛鋅金礦的巖體力學參數(shù)進行了Bayes推斷。同時利用這50個單軸抗壓強度和50個單軸抗拉強度的組合對粘聚力、內(nèi)摩擦角也進行了Bayes推斷。接受康家灣鉛鋅金礦的巖體力學參數(shù)服從

4、正態(tài)分布形式。 (4)針對巖體工程中力學參數(shù)不能為負和無窮大的特點，根據(jù)巖體工程可靠度計算中的應力—強度干涉模型，建立了應力、強度為正態(tài)、對數(shù)正態(tài)、指數(shù)、威布爾分布形式下巷道圍巖的截尾可靠度計算公式。 (5)采用由Bsyes方法推斷得到的巖體力學參數(shù)建立了康家灣鉛鋅金礦巷道圍巖的計算模型，針對該礦四中段標高為-280m處的一條人行巷道，利用Monte-Carlo超拉丁抽樣技術對巷道圍巖可靠度進行了計算，得到了巷道周邊圍巖

5、可靠指標均在3.7以上。結(jié)果表明，參數(shù)的推斷是合理的，巷道是穩(wěn)定的，與該礦的實際是相符的。 本文所做研究工作，立足于學科前沿，運用最新數(shù)學方法和先進的實驗手段，對巖體力學參數(shù)推斷的Bayes方法和截尾分布的可靠度進行了研究。通過本文的研究，進一步豐富和發(fā)展了巖體力學理論和可靠度理論，完善了巖體工程可靠度計算方法，對康家灣鉛鋅金礦圍巖的可靠性提供了科學依據(jù)。該項研究對減少試驗數(shù)量、合理利用施工經(jīng)驗等具有非常重要的理論意義和工程實用