基于BP網(wǎng)絡(luò)和遺傳算法的巖爆預(yù)測研究.pdf

1、近些年來，隨著國民經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展，國家對各種礦產(chǎn)資源、能源和交通運輸?shù)男枨笕找嬖黾?，越來越多的水利工程開發(fā)項目不斷提上日程，礦山資源的開采也不斷向深層次發(fā)展，因而越來越多的工程將修建在長、深、密集的地下洞室中。巖爆作為這些典型高地應(yīng)力區(qū)突出的主要地質(zhì)災(zāi)害之一，尚沒有完善的預(yù)測理論和機制，因此巖爆的預(yù)測與防治意義重大。本文通過建立基于遺傳算法優(yōu)化的BP網(wǎng)絡(luò)模型，對巖爆的發(fā)生進(jìn)行預(yù)測，并結(jié)合前人的研究成果和相關(guān)的工程實例，來評估網(wǎng)絡(luò)的預(yù)測效

2、果。概括起來主要完成了下列幾個方面的研究工作。 1、在廣泛收集國內(nèi)外巖爆研究資料的基礎(chǔ)上，歸納了巖爆類型劃分與烈度分級、巖爆的一般特征和發(fā)生條件、巖爆的形成機理、巖爆預(yù)測的方法等巖爆研究的現(xiàn)狀。 2、介紹了國內(nèi)外一些典型的巖爆災(zāi)害造成的損失情況，提出了我國水利工程建設(shè)和礦山資源開采的趨勢，結(jié)合近些年來水利工程建設(shè)的規(guī)模和規(guī)劃的重要水利工程項目，指出了巖爆預(yù)測的重要性和迫切性。 3、綜合分析理論和工程應(yīng)用兩個方面，

3、指出了影響巖爆的主要因素：抗拉強度、抗壓強度、洞壁切應(yīng)力大小和彈性應(yīng)變能指標(biāo)，并將脆性系數(shù)(σc/σt)、彈性應(yīng)變能指數(shù)(Wet)和應(yīng)力強度比(σθ/σc)作為影響巖爆的主要指標(biāo)。 4、詳細(xì)介紹了人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，尤其是BP網(wǎng)絡(luò)的基本理論及其應(yīng)用、優(yōu)點和缺點，介紹了遺傳算法的特點及其在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計中的應(yīng)用，提出利用遺傳算法優(yōu)化神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，可以解決神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)存在的先天性缺陷問題。 5、依據(jù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和遺傳算法的特點，將兩者有機結(jié)合起

4、來建立巖爆預(yù)測的優(yōu)化模型(GA-BP網(wǎng)絡(luò))。以各種原始試驗資料和現(xiàn)場實錄資料為訓(xùn)練樣本，首先通過遺傳算法的運行，得到優(yōu)化了的權(quán)值和閾值，作為BP網(wǎng)絡(luò)的初始權(quán)值和閾值。接下來通過BP網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練樣本集，實現(xiàn)BP網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)的目的，建立樣本(作為輸入變量)與實際巖爆結(jié)果(作為目標(biāo)變量)之間潛在的聯(lián)系。最后通過引入工程實例，用GA-BP網(wǎng)絡(luò)對巖爆的發(fā)生及烈度進(jìn)行預(yù)測。最終預(yù)測的結(jié)果與實際情況是符合的。 6、將GA-BP網(wǎng)絡(luò)的預(yù)測結(jié)果與純BP網(wǎng)