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第一章 研究进展 1

第一节 力学参数优选的非线性方法 2

第二节 围岩变形预报非线性方法 3

一、神经网络方法研究现状 4

二、混沌理论和方法研究现状 4

三、混沌与神经网络耦合预报方法研究现状 4

第三节 地下洞室围岩稳定评判方法 5

本章小结 7

第二章 非规则监测数据分析方法研究 8

第一节 原始监测位移 9

一、相对位移 10

二、绝对位移 11

第二节 逻辑分析方法 12

第三节 改进未确知滤波法剔除奇异值 12

一、剔除奇异值的常用方法 12

二、改进的未确知滤波法 13

第四节 数据插补 15

一、高阶多项式拟合插补 15

二、非线性Lagrange内插 16

三、混沌神经网络短期预测插补 16

第五节 改进小波消噪方法 16

一、监测信息的小波变换消噪处理 16

二、小波消噪改进方法 18

三、混沌一小波消噪方法 19

第六节 工程实例 19

一、逻辑分析 20

二、进一步剔除奇异值 22

三、插补 24

四、消除噪音 24

本章小结 25

第三章 岩体力学参数优化取值的非线性方法研究 27

第一节 偏最小二乘回归方法 28

一、基本原理 28

二、单因变量算法 30

三、多因变量算法 30

第二节 偏最小二乘回归—神经网络方法 31

第三节 工程实例 32

一、优选单力学参数 33

二、优选多力学参数 37

三、PLS- ANN方法优选单力学参数 42

本章小结 44

第四章 围岩位移的混沌动力学特性研究 46

第一节 分形维数 47

第二节 混沌理论 48

一、混沌定义 49

二、奇异吸引子 51

第三节 混沌动力学特征判别方法 52

一、改进G-P算法 52

二、谱分析法 54

三、Lyapunov指数方法 55

第四节 工程实例 59

一、分析混沌动力学特性的序列长度 60

二、功率谱分析 61

三、分维特性 65

四、最大Lyapunov指数分析 68

第五节 混沌动力学特征稳定性 74

本章小结 74

第五章 地下洞室围岩位移预报的非线性方法研究 76

第一节 时间序列预报的相空间模式 77

一、传统计算方法的局限性 77

二、非线性的混沌相空间预报模式 78

三、混沌序列最大可预报时间 79

第二节 混沌一动态BP神经网络临短期预报模型 79

一、模型结构 79

二、算法 81

三、计算步骤 82

第三节 混沌—动态RBF神经网络临短期预报模型 82

一、模型结构 82

二、算法 83

第四节 混沌一动态时间延迟BP神经网络中长期预报模型 84

一、模型结构 85

二、算法及计算步骤 87

三、长期预报特点 87

第五节 多重分支时间延迟递归神经网络长期预报模型 87

一、模型结构 88

二、算法 89

三、计算步骤 90

第六节 工程实例 92

一、混沌—动态BP模型预报分析 92

二、混沌—动态RBF模型预报分析 95

三、混沌—动态时间延迟BP模型长期预报分析 95

四、RPNN模型长期预报分析 102

本章小结 105

第六章 地下洞室围岩稳定位移突变判据研究 107

第一节 反演位移非线性动力模型 109

第二节 突变理论 110

一、基本原理 110

二、尖点突变模型 113

三、在地下工程中的研究进展 115

第三节 非线性动力—尖点突变模型 116

第四节 建立评判量化标准 117

一、判据对象选取 117

二、选取代表性测杆 118

三、分析思路 119

四、计算步骤 125

五、评判量化标准选取 125

第五节 工程实例 127

一、突变特征值分析 127

二、稳定分析 129

本章小结 133

第七章 地下洞室围岩稳定评判方法研究 135

第一节 地下洞室围岩变形总体规律研究 135

一、时序特征分析 136

二、空间分布特征分析 137

第二节 围岩松动圈理论 139

一、围岩失稳的非线性机制 139

二、围岩松动圈理论 142

第三节 空间插值方法 143

一、自然邻近点法选择参估点 144

二、加权平均插值 144

三、反距离加权平均插值 146

四、形函数插值 147

五、六面体形函数插值方法 147

第四节 围岩松动圈的位移判断方法研究 148

一、测杆处围岩松动临界点确定 148

二、确定围岩松动圈 150

第五节 地下洞室围岩稳定评判方法 155

一、基于围岩松动圈的围岩稳定评判方法 155

二、围岩长期稳定评判方法 155

本章小结 156

第八章 瀑布沟水电站地下洞室围岩位移预报及稳定性评判 157

第一节 工程简介 157

一、工程概括 157

二、存在的新问题 158

三、监测断面布置情况 159

第二节 围岩松动圈确定及围岩稳定评判 160

一、松动圈及松动最大影响深度确定 161

二、主厂房支护能力综合评价 164

第三节 基于监测信息的围岩长期稳定性评判 171

一、主厂房围岩长期稳定评判 171

二、主变室围岩长期稳定评判 180

第四节 地下洞室围岩稳定总体评价 185

一、主厂房 185

二、主变室 186

本章小结 186

参考文献 187