一種基于隨鉆參數(shù)對地下工程圍巖快速實時分級的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于隨鉆參數(shù)對地下工程圍巖快速實時分級的方法，實施現(xiàn)場鉆進試驗，通過鉆進過程中所測得的隨鉆參數(shù)，得出掌子面鉆孔深度方向的單軸抗壓強度和巖體完整性指標，再建立隨鉆參數(shù)與單軸抗壓強度以及巖體完整性指標之間的關(guān)系式，實際地下工程中，將獲得的隨鉆參數(shù)代入上述的關(guān)系式中，再通過巖體基本質(zhì)量指標BQ分級計算公式對掌子面前方圍巖進行快速實時分級。本發(fā)明提供的一種基于隨鉆參數(shù)對地下工程圍巖快速實時分級的方法，只需要在工程現(xiàn)場利用鉆機對圍巖進行鉆進測試，不需取芯和室內(nèi)試驗，對圍巖進行快速實時分級，分級效率高；本發(fā)明只需根據(jù)鉆進參數(shù)確定圍巖劃分等級，不需像傳統(tǒng)分級方式一樣需經(jīng)過多種試驗方式，本發(fā)明方法簡單，易于操作。
【專利說明】
一種基于隨鉆參數(shù)對地下工程圍巖快速實時分級的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及巖土工程勘察技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于隨鉆參數(shù)對地下工程圍巖 快速實時分級的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展和人類社會的不斷進步，基礎(chǔ)性建設(shè)快速發(fā)展，在修建隧道、 地鐵或巷道時，需要根據(jù)對圍巖的分級確定支護方式和開挖方式，圍巖分級的準確與否對 施工工期、支護成本影響巨大，尤其是在TBM和盾構(gòu)機施工日益增多的背景下，對施工掌子 面無法做到快速準確分級的情況下，遇到破碎圍巖和不良地質(zhì)體，可能會使TBM或盾構(gòu)機遭 受被卡甚至被埋的風險。
[0003] 目前普遍采用的圍巖分級方式存在以下問題：
[0004] (1)圍巖分級一般需對巖體進行取芯，并結(jié)合室內(nèi)試驗，無法做到快速實時分級， 分級效率較低，增加了施工的時間成本和經(jīng)濟成本。
[0005] (2)-般圍巖分級區(qū)段相隔較遠，分級不精確，若劃分的低級別圍巖區(qū)段過長，可 能會造成支護過強，材料浪費，成本急劇增加;若劃分的高級別圍巖區(qū)段過長，可能會造成 支護強度不足，發(fā)生圍巖失穩(wěn)坍塌的風險增大。
[0006] 因此，急需建立一種對地下工程圍巖進行快速實時分級的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的是為了提供一種基于隨鉆參數(shù)對地下工程圍巖快速實時分級的方 法，該方法可根據(jù)現(xiàn)場快速分級結(jié)果對支護、施工方案進行及時調(diào)整，提高施工的安全性， 可降低施工成本，提高施工效率。
[0008] 為了達成上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0009] -種基于隨鉆參數(shù)對地下工程圍巖快速實時分級的方法，實施現(xiàn)場鉆進試驗，通 過鉆進過程中所測得的隨鉆參數(shù)，得出掌子面鉆孔深度方向的單軸抗壓強度和巖體完整性 指標，再建立隨鉆參數(shù)與單軸抗壓強度以及巖體完整性指標之間的關(guān)系式，實際地下工程 中，將獲得的隨鉆參數(shù)代入上述的關(guān)系式中，再通過巖體基本質(zhì)量指標BQ分級計算公式對 掌子面前方圍巖進行快速實時分級。
[0010] -種基于隨鉆參數(shù)對地下工程圍巖快速實時分級的方法，具體步驟如下：
[0011] 步驟1):實施現(xiàn)場鉆進試驗，測得鉆進過程中的隨鉆參數(shù)，并提取巖芯，并利用巖 芯得到掌子面鉆孔不同深度方向的單軸抗壓強度；
[0012] 步驟2):實施彈性波測試試驗，得到巖體完整性指標；
[0013] 步驟3):根據(jù)步驟1中實施的大量試驗數(shù)據(jù)，利用逐步回歸的方法，得到單軸抗壓 強度與隨鉆參數(shù)的最優(yōu)回歸關(guān)系式y(tǒng)1;
[0014] 步驟4):將對巖體破碎程度敏感的轉(zhuǎn)速r和扭矩m進行處理，得到扭矩顯著率爾和 轉(zhuǎn)速顯著率f，得到扭矩破碎指標QD m和轉(zhuǎn)速破碎指標QDr，并建立扭矩破碎指標QDjP轉(zhuǎn)速破 碎指標QDr與巖體完整性指標Kv擬合公式y(tǒng)2;
[0015] 步驟5):對于具體地下工程，實施鉆進試驗，將隨鉆參數(shù)代入到步驟3)得出的最優(yōu) 回歸關(guān)系式y(tǒng)i和步驟4)得出的公式y(tǒng)2,快速得到掌子面前方的單軸抗壓強度R。和巖體完整 性指標K v;
[0016] 步驟6):將步驟5)得到的單軸抗壓強度R。和巖體完整性指標Kv代入到巖體基本質(zhì) 量指標BQ分級計算公式，對掌子面前方圍巖進行快速實時分級。
[0017] 進一步地，所述步驟1)中所述的鉆進試驗，指搭載數(shù)字化圍巖強度鉆進測定系統(tǒng) (DRST系統(tǒng)）的鉆機沿掌子面前方鉆進，并得到鉆進過程中鉆機的扭矩m、轉(zhuǎn)速r、軸壓力n、鉆 進速率V和鉆進比功w。
[0018] 進一步地，所述單軸抗壓強度R。通過實施單軸試驗得出。
[0019] 進一步地，所述步驟3)中所述扭矩顯著率S和轉(zhuǎn)速顯著率f分別通過公式（1)和公 式（2)計管·
[0020] (1)
[0021] (2)
[0022]式中k表示數(shù)據(jù)第k個采集點；
[0023] 所述扭矩破碎指標QDjP轉(zhuǎn)速破碎指標QDr分別通過以下公式(3) (4)計算：
[0024] (3)
[0025] (4)
[0026] 式中，h丨表示某一個鉆孔中扭矩顯著率兩小于臨界值的第i段長度，玲表示扭矩顯 著率指標小于臨界值段之間且長度小于IOmm的段中編號j的段長度;岵表示某一個鉆孔中 轉(zhuǎn)速顯著率f大于臨界值的第i段長度，If表示轉(zhuǎn)速顯著率指標大于臨界值段之間且長度小 于IOmm的段中編號j的段長度，H表示某鉆孔的總長度。所述扭矩顯著率臨界值和轉(zhuǎn)速顯著 率臨界值為根據(jù)試驗得到的，扭矩顯著率和轉(zhuǎn)速顯著率大于某一固定值時，判別到的破碎 巖體的保證率在95%，那么該固定值就是臨界值。
[0027]進一步地，所述步驟3)中所述建立扭矩破碎指標QDjP轉(zhuǎn)速破碎指標QDr與巖體完 整性指標Kv擬合公式72，為利用多元線性回歸的方法將Kv數(shù)據(jù)與扭矩破碎指標QDjP轉(zhuǎn)速破 碎指標QD r數(shù)據(jù)進行公式擬合，最終擬合公式的形式為：
[0028] y 2 = Kv = Po+PiQDm+^2QDr
[0029] 其中^、^、說都為回歸系數(shù)。
[0030]進一步地，所述步驟5)中巖體基本質(zhì)量指標BQ分級計算公式：
[0031] BQ = 90+3Rc+250Kv
[0032] 進一步地，所述步驟3)中最優(yōu)回歸關(guān)系式y(tǒng)i的計算步驟如下：
[0033] 2-1)明確自變量和因變量，計算相關(guān)系數(shù)矩陣，此步驟包括4個小步驟。
[0034] A.自變量為扭矩X1、轉(zhuǎn)速X2、軸壓力X3、鉆進速率X4和鉆進比功X 5因變量為單軸抗壓 強度yi，5元回歸模型為：
[0035]
[0036] B.計算各變量的平均值
[0037] 對于自變量和因變量根據(jù)大量現(xiàn)場試驗有η組數(shù)據(jù)，則各變量平均數(shù)
[0038]
[0039] η 1
[0040] Xk1表示第k次試驗數(shù)據(jù)中，Xl的值。
[0041 ] C ·計算離差陣
[0042] 自變量平方和為SSi，自變量間及其因變量乘積和為SPij和SPiy
[0048] D.計算相關(guān)系數(shù)矩陣[0049] μ 1為相關(guān)陣，計算公式為[0050][0051] 丨的相關(guān)系數(shù);相關(guān)系數(shù)矩陣為
[0043]
[0044]
[0045]
[0046]
[0047]
[0052]
[0053]于是相關(guān)系數(shù)矩陣為
[0054] R(0) = [rij(0)]
[0055] 式中0代表原始相關(guān)系數(shù)。
[0056] 2-2)確定顯著性的F檢驗水準
[0057]本試驗樣本觀察數(shù)η遠大于自變量個數(shù)m，則m個自變量被引入的個數(shù)對剩余自變 量自由度影響不大，此時選定一個固定F檢驗值，不用更換，顯著水準α不宜過小，如可選Q = 0.1A為顯著性水平為α時的F值，可查F檢驗臨界值表得到。
[0058] 2-3)選取第1個自變量
[0059] Α.對5個自變量計算偏回歸平方和m
[0060] Ui = Tiy2/Γ?(? = 1,2,3,4,5)
[0061] m值越大表示該自變量被引入回歸方程后對方差的貢獻越大，該自變量最先引入 回歸方程，如將Xk引入回歸方程。
[0062] Β.引入自變量^后，相關(guān)系數(shù)陣R(1)經(jīng)過下列公式變化，轉(zhuǎn)換為R(1+1)。
[0063]
[0064] 2-4)選取第2個自變量
[0065] A.計算各自變量回歸平方和
[0066] m⑵=[riy⑴]2/rii⑴（i = l，2,3,4,5)
[0067] 取除了已經(jīng)引用的Xk外，將其與自變量中_4:2)中最大的自變量引入回歸方程，假 如為?。
[0068] B.對引入的自變量?進行F檢驗
[0069] Fi = U5(2)/[ (l-Uk(1)-ui(2))/(n-2-1)]
[0070] 若Fi > Fa則引入XI，否則不引入。
[0071] C.引入幻后，按R(1+1)公式進行變化，將R(1)變化為R(2)。
[0072] D.對引入a和?進行顯著性檢驗
[0073] 先計算出各偏回歸平方和及剩余平方和
[0074] m⑶=[riy⑵]2/rii⑵(i = l，2,3,4,5)
[0075] 若則壯和幻都顯著都保留，否則剔除a。
[0076] 2-5)重復(fù)第2-4)步，直至取完所有自變量；
[0077] 2-6)建立最優(yōu)回歸方程。
[0078] 在逐步回歸分析中采用的是標準化的量，即由相關(guān)系數(shù)求得的解Pl為標準回歸系 數(shù)，再將其轉(zhuǎn)換為偏回歸系數(shù)bi，
[0079]
[0080] 假設(shè)Xk、^Q和Χζ*被選自變量，bi、bk、bz為自變量相應(yīng)的偏回歸系數(shù)；
[0081 ] bQ =yl-bixi-bkxK -bzxs
[0082] 最優(yōu)回歸方程為
[0083]
[0084] 通過以上公式就可以得出相關(guān)的關(guān)系式。
[0085]本發(fā)明的有益效果是：
[0086] 1)本發(fā)明提供的一種基于隨鉆參數(shù)對地下工程圍巖快速實時分級的方法，只需要 在工程現(xiàn)場利用鉆機對圍巖進行鉆進測試，不需取芯和室內(nèi)試驗，對圍巖進行快速實時分 級，分級效率高。
[0087] 2)本發(fā)明只需根據(jù)鉆進參數(shù)確定圍巖劃分等級，不需像傳統(tǒng)分級方式一樣需經(jīng)過 多種試驗方式，本發(fā)明方法簡單，易于操作。
[0088] 3)可根據(jù)本發(fā)明快速實時分級，對支護和施工方式作出及時調(diào)整，提高了施工的 安全性，降低施工成本。
【附圖說明】
[0089] 圖1是本發(fā)明一種基于隨鉆參數(shù)對地下工程圍巖快速實時分級的方法的實施流程 圖。
【具體實施方式】
[0090] 下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完 整的描述。
[0091] -種基于隨鉆參數(shù)對地下工程圍巖快速實時分級的方法，具體步驟如下：
[0092] 步驟1:實施現(xiàn)場鉆進試驗，測得鉆進過程中的隨鉆參數(shù)(扭矩m、轉(zhuǎn)速r、軸壓力n、 鉆進速率V和鉆進比功w)，并利用取芯鉆機在鉆機試驗鉆孔3倍洞徑以外，Im以內(nèi)范圍，鉆取 與鉆進試驗相同深度的鉆孔，獲取巖芯并按深度編號，實施單軸試驗，得到鉆孔不同深度的 單軸抗壓強度R。。
[0093] 步驟2:實施彈性波測試試驗，得到巖體完整性指標Kv。
[0094] 步驟3:根據(jù)步驟1中實施的大量試驗數(shù)據(jù)，利用逐步回歸的方法，得到單軸抗壓強 度R。與隨鉆參數(shù)的最優(yōu)回歸關(guān)系Sy1，經(jīng)歷以下步驟。
[0095] 3-1)明確自變量和因變量，計算相關(guān)系數(shù)矩陣，此步驟包括4個小步驟。
[0096] Α.自變量為扭矩X1、轉(zhuǎn)速Χ2、軸壓力Χ3、鉆進速率Χ4和鉆進比功X 5因變量為單軸抗壓 強度yiA元同兩爐?為·
[0097]
[0098] Β.計算各變量的平均值
[0099] 對于自變量和因變量根據(jù)大量現(xiàn)場試驗有η組數(shù)據(jù)，則各變量平均數(shù)
[0100]
[0101]
[0102] Xk1表示第k次試驗數(shù)據(jù)中，Xl的值。
[0103] C.計算離差陣
[0104] 自變量平方和為SSi，自變量間及其因變量乘積和為SPij和SPiy
[0110] D.計算相關(guān)系數(shù)矩陣
[0105]
[0106]
[0107]
[0108]
[0109]
[0111] 在逐步回歸中為便于表達和計算，通常將離差陣化為相關(guān)陣，計算公式為
[0112] riy = SPij/(SSiSSj)0·5
[0113]式中，i，j = l，2,3,4,5，riy為xi、X2、X3、X4、X5、y之間的相關(guān)系數(shù);相關(guān)系數(shù)矩陣為
[0114]
[0115] 于是相關(guān)系數(shù)矩陣為
[0116] R(0) = [rij(0)]
[0117] 式中0代表原始相關(guān)系數(shù)。
[0118] 3-2)確定顯著性的F檢驗水準
[0119] 本試驗樣本觀察數(shù)η遠大于自變量個數(shù)m，則m個自變量被引入的個數(shù)對剩余自變 量自由度影響不大，此時選定一個固定F檢驗值，不用更換，顯著水準α不宜過小，如可選Q = 0.1。
[0120] 3-3)選取第1個自變量
[0121] Α.對5個自變量計算偏回歸平方和m
[0122] Ui = Tiy2/Γ?(? = 1,2,3,4,5)
[0123] m值越大表示該自變量被引入回歸方程后對方差的貢獻越大，該自變量最先引入 回歸方程，如將Xk引入回歸方程。
[0124] Β.引入自變量^后，相關(guān)系數(shù)陣R(1)經(jīng)過下列公式變化，轉(zhuǎn)換為R(1+1)。
[0125]
[0126] 3-4)選取第2個自變量
[0127] A.計算各自變量回歸平方和
[0128] m⑵=[riy⑴]2/rii⑴（i = l，2,3,4,5)
[0129] 取除了已經(jīng)引用的處外，將其與自變量中^2)中最大的自變量引入回歸方程，假 4· 如為XI;
[0130] B.對引入的自變量?進行F檢驗
[0131 ] Fi = U5(2)/[ (l-Uk(1)-ui(2))/(n-2-1)]
[0132] 若Fi>Fa則引入xi，否則不引入；
[0133] C·引入Xi后，按R(1+1)公式進行變化，將R(1)變化為R (2);
[0134] D.對引入a和?進行顯著性檢驗；
[0135] 先計算出各偏回歸平方和及剩余平方和
[0136] m(3) = [riy(2)]2/rii⑵（i = l，2,3,4,5)
[0137] 若up > uf3)，則X1JPx1都顯著都保留，否則剔除xk;
[0138] 3-5)重復(fù)第3-4)步，直至取完所有自變量
[0139] 3-6)建立最優(yōu)回歸方程
[0140] 在逐步回歸分析中采用的是標準化的量，即由相關(guān)系數(shù)求得的解Pl為標準回歸系 數(shù)，再將其轉(zhuǎn)換為偏回歸系數(shù)bi，
[0141]
[0142] 假設(shè)Xk^1和心為被選自變量，bi、bk、bz為自變量相應(yīng)的偏回歸系數(shù)；
[0143] 4 - V, -bjX, ~!\xk -b_xr
[0144] 最優(yōu)回歸方程為
[0145]
[0146] 步驟4:將對巖體破碎程度敏感的轉(zhuǎn)速r和扭矩m進行處理，利用下面公式得到扭矩 顯著率衍和轉(zhuǎn)速顯著率f
[0147]
[0148]
[0149] 式中k表示數(shù)據(jù)第k個采集點。
[0150] 在此基礎(chǔ)上計算扭矩破碎指標QDjP轉(zhuǎn)速破碎指標QDr
[0151]
[0152]
[0153] 式中，塒表示某一個鉆孔中扭矩顯著率柄小于臨界值的第i段長度，!:〖表示扭矩顯 著率指標小于臨界值段之間且長度小于IOmm的段中編號j的段長度;Zif表示某一個鉆孔中 轉(zhuǎn)速顯著率f大于臨界值的第i段長度，〖f表示轉(zhuǎn)速顯著率指標大于臨界值段之間且長度小 于IOmm的段中編號j的段長度，H表示某鉆孔的總長度。
[0154] 利用多元線性回歸的方法將Kv數(shù)據(jù)與扭矩破碎指標QDjP轉(zhuǎn)速破碎指標QDr數(shù)據(jù)進 行公式擬合，最終擬合公式的形式為：
[0155] y 2 = Kv = Po+PiQDm+^2QDr
[0156] 其中^、^、說都為回歸系數(shù)。
[0157] 步驟5:對于具體地下工程，實施鉆進試驗，將隨鉆參數(shù)代入到最優(yōu)回歸關(guān)系式71 和公式y(tǒng)2,快速得到掌子面前方的單軸抗壓強度R。和巖體完整性指標Kv。
[0158] 步驟6:將步驟5得到的單軸抗壓強度R。和巖體完整性指標Kv代入到巖體基本質(zhì)量 指標BQ分級計算公式：
[0159] BQ = 90+3Rc+250Kv
[0160] 并結(jié)合《工程巖體分級標準》，得到掌子面前面巖體隨鉆孔深度方向的初步圍巖分 級結(jié)果。
[0161]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng) 視為本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1. 一種基于隨鉆參數(shù)對地下工程圍巖快速實時分級的方法，其特征在于，實施現(xiàn)場鉆 進試驗，通過鉆進過程中所測得的隨鉆參數(shù)，得出掌子面鉆孔深度方向的單軸抗壓強度和 巖體完整性指標，再建立隨鉆參數(shù)與單軸抗壓強度W及巖體完整性指標之間的關(guān)系式，實 際地下工程中，將獲得的隨鉆參數(shù)代入上述的關(guān)系式中，再通過巖體基本質(zhì)量指標BQ分級 計算公式對掌子面前方圍巖進行快速實時分級。2. -種基于隨鉆參數(shù)對地下工程圍巖快速實時分級的方法，其特征在于，具體步驟如 下： 步驟1):實施現(xiàn)場鉆進試驗，測得鉆進過程中的隨鉆參數(shù)，并提取巖忍，并利用巖忍得 到掌子面鉆孔不同深度方向的單軸抗壓強度； 步驟2):實施彈性波測試試驗，得到巖體完整性指標； 步驟3):根據(jù)步驟1中實施的大量試驗數(shù)據(jù)，利用逐步回歸的方法，得到單軸抗壓強度 與隨鉆參數(shù)的最優(yōu)回歸關(guān)系式y(tǒng)i; 步驟4):將對巖體破碎程度敏感的轉(zhuǎn)速r和扭矩m進行處理，得到扭矩顯著率現(xiàn)和轉(zhuǎn)速顯 著率民得到扭矩破碎指標QDm和轉(zhuǎn)速破碎指標QDr，并建立扭矩破碎指標QDm和轉(zhuǎn)速破碎指標 QDr與巖體完整性指標Κν擬合公式y(tǒng)2; 步驟5):對于具體地下工程，實施鉆進試驗，將隨鉆參數(shù)代入到步驟3)得出的最優(yōu)回歸 關(guān)系式y(tǒng)i和步驟4)得出的公式y(tǒng)2,快速得到掌子面前方的單軸抗壓強度R。和巖體完整性指 標Κν; 步驟6):將步驟5)得到的單軸抗壓強度Rc和巖體完整性指標Κν代入到巖體基本質(zhì)量指 標BQ分級計算公式，對掌子面前方圍巖進行快速實時分級。3. 如權(quán)利要求2所述的一種基于隨鉆參數(shù)對地下工程圍巖快速實時分級的方法，其特 征在于，所述步驟1)中所述的鉆進試驗，指搭載數(shù)字化圍巖強度鉆進測定系統(tǒng)的鉆機沿掌 子面前方鉆進，并得到鉆進過程中鉆機的扭矩m、轉(zhuǎn)速r、軸壓力η、鉆進速率V和鉆進比功W。4. 如權(quán)利要求2所述的一種基于隨鉆參數(shù)對地下工程圍巖快速實時分級的方法，其特 征在于，所述單軸抗壓強度R。通過實施單軸試驗得出。5. 如權(quán)利要求2所述的一種基于隨鉆參數(shù)對地下工程圍巖快速實時分級的方法，其特 征在于，所述步驟4)中所述扭矩顯著率??和轉(zhuǎn)速顯著率f分別通過W下公式計算：式中k表示數(shù)據(jù)第k個采集點； 所述扭矩破碎指標QDm和轉(zhuǎn)速破碎指標QDr分別通過W下公式計算：式中，:時表示某一個鉆孔中扭矩顯著率巧小于臨界值的第i段長度，巧表示扭矩顯著率 指標小于臨界值段之間且長度小于10mm的段中編號j的段長度;表示某一個鉆孔中轉(zhuǎn)速 顯著率f大于臨界值的第i段長度，擇表示轉(zhuǎn)速顯著率指標大于臨界值段之間且長度小于 10mm的段中編號j的段長度，Η表示某鉆孔的總長度。6. 如權(quán)利要求2所述的一種基于隨鉆參數(shù)對地下工程圍巖快速實時分級的方法，其特 征在于，所述步驟4)中所述建立扭矩破碎指標QDm和轉(zhuǎn)速破碎指標孤r與巖體完整性指標Κν 擬合公式y(tǒng)2，為利用多元線性回歸的方法將Κν數(shù)據(jù)與扭矩破碎指標孤m和轉(zhuǎn)速破碎指標孤r 數(shù)據(jù)進行公式擬合，最終擬合公式的形式為： Y2 = Κν = 0O+0lQDm+02QDr 其中β〇、β?、&都為回歸系數(shù)。7. 如權(quán)利要求2所述的一種基于隨鉆參數(shù)對地下工程圍巖快速實時分級的方法，其特 征在于，所述步驟6)中巖體基本質(zhì)量指標BQ分級計算公式： BQ = 90+3Rc 巧 50Κν。8. 如權(quán)利要求2所述的一種基于隨鉆參數(shù)對地下工程圍巖快速實時分級的方法，其特 征在于，所述步驟3)中最優(yōu)回歸關(guān)系式y(tǒng)i的計算步驟如下： 2-1)明確自變量和因變量，計算相關(guān)系數(shù)矩陣； A. 自變量為扭矩XI、轉(zhuǎn)速X2、軸壓力X3、鉆進速率X4和鉆進比功X日因變量為單軸抗壓強度 yi，5元回歸模型為：B. 計算各變量的平均值 對于自變量和因變量根據(jù)大量現(xiàn)場試驗有η組數(shù)據(jù)，則各變量平均數(shù)xki表示第k次試驗數(shù)據(jù)中，xi的值； C. 計算離差陣 自變量平方和為SSi，自變量間及其因變量乘積和為SPij和SPiy D. 計算相關(guān)系數(shù)矩陣在逐步回歸中為便于表達和計算，通常將離差陣化為相關(guān)陣，計算公式為 riy=SPij/^(SSiSSj 產(chǎn) 5 式中，i，j = l，2,3,4,5，；Tiy為xi、X2、X3、X4、X5、y之間的相關(guān)系數(shù) 于是相關(guān)系數(shù)矩陣為 R(〇) =[巧(〇)] 式中0代表原始相關(guān)系數(shù)； 2-2)確定顯著性的F檢驗水準； 2-3)選取第1個自變量； A. 對5個自變量計算偏回歸平方和m Ui = riyS/rii(i = l ,2,3,4,5) Ui值越大表示該自變量被引入回歸方程后對方差的貢獻越大，該自變量最先引入回歸 方程，如將a引入回歸方程； B. 引入自變量xk后，相關(guān)系數(shù)陣RW經(jīng)過下列公式變化，轉(zhuǎn)換為2-4)選取第2個自變量； A. 計算各自變量回歸平方和 Ui口）= [riy("]2/rii("(i = l，2,3,4,5) 取除了已經(jīng)引用的xk外，將其與自變量中中最大的自變量引入回歸方程，假如為 支 XI； B. 對引入的自變量XI進行F檢驗 Fi = U5(2)/[(l-Uk(i)-山(2))/(n-2-l)] 若Fl>Fa則引入XI，否則不引入； C. 引入XI后，按R(i")公式進行變化，將R(i)變化為R(2); D. 對引入a和XI進行顯著性檢驗； 先計算出各偏回歸平方和及剩余平方和 Ui(3) = [riyC)]2/riiW(i = l，2,3,4,5) 若up > ，則祉和XI都顯著都保留，否則剔除化； 2-5)重復(fù)第2-4 )，直至取完所有自變量； 2-6)建立最優(yōu)回歸方程。9.如權(quán)利要求8所述的一種基于隨鉆參數(shù)對地下工程圍巖快速實時分級的方法，其特 征在于，所述步驟2-6)中最優(yōu)回歸方程的建立方式如下： 在逐步回歸分析中采用的是標準化的量，即由相關(guān)系數(shù)求得的解Pi為標準回歸系數(shù)，再 將其轉(zhuǎn)換為偏回歸系數(shù)bi，假設(shè)Xk、Xl和Xz為被選自變量，bl、bk、bz為自變量相應(yīng)的偏回歸系數(shù)；
【文檔編號】G06Q50/08GK105938611SQ201610529331
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年7月6日
【發(fā)明人】王 琦, 李術(shù)才, 高松, 王雷, 江貝, 潘銳, 孫會彬, 高紅科, 秦乾, 于恒昌, 胥洪彬, 欒英成, 許英東
【申請人】山東大學