БУТСТРЕП МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ ЗОНАЛЬНОГО РАЗРУШЕНИЯ МАССИВА ГОРНЫХ ПОРОД ВОКРУГ ПОДЗЕМНЫХ ВЫРАБОТОК
https://doi.org/10.21822/2073-6185-2021-48-1-100-107
Аннотация
Цель. Исследование проблем зональной дезинтеграции горных пород вокруг глубоких подземных выработок в условиях предельно малой выборки, возникающих в геомеханических явлениях и процессах в массивах горных пород при добыче полезных ископаемых.
Метод. В качестве основного инструмента используются методы численного ресамплинга, а именно рандомизация, бутстреп и методы Монте-Карло, которые позволяют нарастить объем выборки, по имеющимся натурным данным, до необходимого размера для проведения статистически обоснованного анализа.
Результат. Решена задача зональной дезинтеграции горных пород вокруг глубоких подземных выработок, для которой получена оценка аналитической зависимости параметра периодичности функции дефектности от предела прочности породы. Основным показателем статистической значимости построенной модели в работе выбран коэффициент детерминации, на основе которого выбирается вид исследуемой аналитической зависимости. Его отклонение в итоговой модели не превышает 0,5% при любом объеме бутстреп выборки, в то время как в остальных моделях, рассмотренных в работе, данное значение достигается при n>200.
Вывод. Полученные интервальные оценки с помощью бутстреп методов, имеют существенное преимущество по сравнению с традиционными подходами, позволяя повысить достоверность результата в условиях предельно маленьких выборок данных без потери уровня значимости.
Ключевые слова
Об авторе
А. С. Лосев
Институт прикладной математики Дальневосточного отделения Российской академии наук
Россия
Россия
кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник, научная группа вероятностных методов и системного анализа
690041, г. Владивосток, ул. Радио, 7, Россия
Список литературы
1. Chen X.G.， Zhang Q.Y. Mechanism analysis of phenomenon of zonal disintegration in deep tunnel model test under high geostress // Rock and Soil Mechanics. 2011. Vol.32. No. 1. рр. 84–90.
2. Qian Q.H., Zhou X.P. Non-Euclidean continuum model of the zonal disintegration of surrounding rocks around a deep circular tunnel in a non-hydrostatic pressure state // Journal of Mining Science. 2011. No. 47(1). pp. 37–46. doi:10.1134/S1062739147010059
3. Qian Q.H., Zhou X.P. Quantitative analysis of rockburst for surrounding rocks and zonal disintegration mechanism in deep tunnels // Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering. p 2011. p № 3(1). pp. 1–9. doi: 10.3724/SP.J.1235.2011.00001
4. Tan Y.L., Ning J.G., Li H.T. In situ explorations on zonal disintegration of roof strata in deep coal mines // International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences. p 2012. Vol. 49. No 1. pp.113–124.
5. Zhou X.P., Shou Y.D. Excavation induced zonal disintegration of the surrounding rock around a deep circular tunnel considering unloading effect // International Journal of Rock Mechanics & Mining Sciences. 2013. – № 64. pp. 246–257. doi: 10.1016/j.ijrmms.2013.08.010
6. Wang X., Pan Y., Zhang Z.. A Spatial Strain Localization Mechanism of Zonal Disintegration through Numerical Simulation // Journal of Mining Science. p2013. Vol. 49. № 3. pp. 357–367
7. Zhou X.P., Song H.F., Qian Q.H. The effects of three-dimensional penny-shaped cracks of zonal disintegration of the surrounding rock masses around a deep circular tunnel // Acta Mechanica Solida Sinica. – 2015. Vol. 28. No. 6. pp.722-734
8. Одинцев В.Н. Отрывное разрушение массива скальных горных пород. – М.: ИПКОН РАН, 1996. – 166 с.
9. Макаров П.В. Об иерархической природе деформации и разрушения твердых тел и сред // Физ. мезомех. 2004. Т. 7. № 4. С. 25-34.
10. Гузев М.А., Макаров В.В. Деформирование и разрушение сильно сжатых горных пород вокруг выработок. Владивосток : Дальнаука, 2007. 232 с.
11. Зональная дезинтеграция горных пород и устойчивость подземных выработок/ [В.Н. Опарин и др.]; отв. Ред. М.А. Гузев; Рос. акад. наук, Сиб. отд-ние, Ин-т горного дела. –Новосибирск: Изд-во СО РАН. 2008. 278 с.
12. Ксендзенко Л.С., Макаров В.В., Опанасюк Н.А., Голосов А.М. Закономерности деформирования и разрушения сильно сжатых горных пород и массивов: монография / Инженерная школа ДВФУ. Владивосток: Дальневост. федер. ун-т. 2014. 192 с.
13. Chen J.G., Zhou T.T., Zhang Y.X. Shock failure mechanism of zonal disintegration within surrounding rock in deep chamber // Rock and Soil Mechanics. 2011. № 32(9). pp. 2629-2634.
14. Лосев А.С. Зависимость зоны разрушения массива вокруг горной выработки от предела прочности породы // Горные науки и технологии. 2017. № 2 c. 43-49.
15. Лосев А.С. Статистическая оценка параметра периодичности модели зональной дезинтеграции горных пород // Бюллетень науки и практики. Электрон. журн. 2017. № 7(20). c. 78-82.
16. Лосев А.С. Бутстреп методы построения доверительных интервалов оценки параметров модели зональной дезинтеграции горных пород вокруг подземной выработки // Вестник Дагестанского государственного технического университета. Технические науки. 2017. № 44(4) с. 114-121. DOI: 10.21822/2073-6185-2017-44-4-114-121
17. Эфрон Б. Нетрадиционные методы многомерного статистического анализа: Сб. статей: Пер. c англ./ ПредисловиеЮ. П. Адлера, Ю. А. Кошевника. М.: Финансы и статистика, 1988.
18. Гузев М.А., Парошин А.А. Неевклидова модель зональной дезинтеграции горных пород вокруг подземной выработки // Прикладная механика и техническая физика. 2001. Т. 42 № 1 c. 147–156.
19. Ксендзенко Л.С. Разработка метода определения параметров зональной структуры разрушения сильно сжатого массива вокруг подземных выработок // Вестник Дальневосточного государственного технического университета. 2011. № 3/4(8/9). c. 144–166.
20. Айвазян С.А., Енюков И.С., Мешалкин Л.Д. Прикладная статистика. Исследование зависимостей. Финансы и статистика, 1985 – 487 с.
21. Ануфриев Д.В. Бутстреп-методы построения доверительных интервалов для задач оценивания точностных характеристик системы ЛА-КСЦПНО // Научный вестник МГТУ ГА. 2005. № 89. с. 93-96.
22. Глухов В.В., Ануфриев Д.В. Бутстреп-процедуры определения точностных характеристик// Научный вестник МГТУ ГА. 2005. № 89. с. 30-35.
Рецензия
Для цитирования:
Лосев А.С. БУТСТРЕП МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ ЗОНАЛЬНОГО РАЗРУШЕНИЯ МАССИВА ГОРНЫХ ПОРОД ВОКРУГ ПОДЗЕМНЫХ ВЫРАБОТОК. Вестник Дагестанского государственного технического университета. Технические науки. 2021;48(1):100-107. https://doi.org/10.21822/2073-6185-2021-48-1-100-107
For citation:
Losev A.S. BOOTSTRAP METHODS FOR INVESTIGATING THE ROCK MASS ZONAL FRACTURE AROUND UNDERGROUND WORKINGS. Herald of Dagestan State Technical University. Technical Sciences. 2021;48(1):100-107. (In Russ.) https://doi.org/10.21822/2073-6185-2021-48-1-100-107
Просмотров:
485
Послать статью по эл. почте 
