《地下洞室围岩稳定非线性理论和方法》本着独创性和原创性思想，概括了作者马莎近年来的研究成果，坚持理论与实践紧密结合，根据工程实践的需要，运用并改进非线性分析方法，评判地下洞室围岩稳定性及其长期发展，实现监测位移等监测信息的最大化利用，快速、有效地反馈工程实际情况，切实做到充分利用监测信息为工程实践服务的宗旨。本书依托大型地下洞室围岩监测信息，对地下洞室围岩稳定性进行评判。

《地下洞室围岩稳定非线性理论和方法》阐述了地下洞室围岩稳定非线性分析的理论和方法，有效运用监测位移等信息快速、简便地评判围岩的稳定性。全书共分八章。第一章为绪论；第二章根据监测信息是非规则序列的特点，改进未确知滤波法，结合逻辑分析方法，建立混沌一小波消噪方法，以简便、快速对无规则序列进行剔除奇异值、插补及消除噪音；第三章及第七章是近年来的研究成果；第三章运用了偏最小二乘及神经网络结合方法，优选岩体力学参数；第四章引入混沌理论，改进混沌动力学特征分析方法，提出判别监测位移混沌特性的方法和特征值；第五章着重建立混沌理论和人工神经网络耦合模型，实现洞室围岩位移临短期和长期预报；第六章运用非线性动力学模型和突变理论，探索评价围岩稳定的位移评判标准；第七章建立了围岩松动圈评判方法和围岩位移长期预报方法，评价围岩长期稳定性；第八章是工程实践应用。

《地下洞室围岩稳定非线性理论和方法》可供广大工程设计人员、科学研究工作者和大专院校工科专业特别是水利水电专业和岩土专业、地质专业的师生参考。本书由马莎编著。

前言

第一章 研究进展

 第一节 力学参数优选的非线性方法

 第二节 围岩变形预报非线性方法

一、神经网络方法研究现状

二、混沌理论和方法研究现状

三、混沌与神经网络耦合预报方法研究现状

 第三节 地下洞室围岩稳定评判方法

 本章小结

第二章 非规则监测数据分析方法研究

 第一节 原始监测位移

一、相对位移

二、绝对位移

 第二节 逻辑分析方法

 第三节 改进未确知滤波法剔除奇异值

一、剔除奇异值的常用方法

二、改进的未确知滤波法

 第四节 数据插补

一、高阶多项式拟合插补

二、非线性Lagrange内插

三、混沌神经网络短期预测插补

 第五节 改进小波消噪方法

一、监测信息的小波变换消噪处理

二、小波消噪改进方法

三、混沌-小波消噪方法

 第六节 工程实例

一、逻辑分析

二、进一步剔除奇异值

三、插补

四、消除噪音

 本章小结

第三章 岩体力学参数优化取值的非线性方法研究

 第一节 偏最小二乘回归方法

一、基本原理

二、单因变量算法

三、多因变量算法

 第二节 偏最小二乘回归-神经网络方法

 第三节 工程实例

一、优选单力学参数

二、优选多力学参数

三、PLS-ANN方法优选单力学参数

 本章小结

第四章 围岩位移的混沌动力学特性研究

 第一节 分形维数

 第二节 混沌理论

一、混沌定义

二、奇异吸引子

 第三节 混沌动力学特征判别方法

一、改进G-P算法

二、谱分析法

三、Lyapunov指数方法

 第四节 工程实例

一、分析混沌动力学特性的序列长度

二、功率谱分析

三、分维特性

四、最大Lyapunov指数分析

 第五节 混沌动力学特征稳定性

 本章小结

第五章 地下洞室围岩位移预报的非线性方法研究

 第一节 时间序列预报的相空间模式

一、传统计算方法的局限性

二、非线性的混沌相空间预报模式

三、混沌序列最大可预报时间

 第二节 混沌-动态BP神经网络临短期预报模型

一、模型结构

二、算法

三、计算步骤

 第三节 混沌-动态RBF神经网络．临短期预报模型

一、模型结构

二、算法

 第四节 混沌-动态时间延迟BP神经网络中长期预报模型

一、模型结构

二、算法及计算步骤

三、长期预报特点

 第五节 多重分支时间延迟递归神经网络长期预报模型

一、模型结构

二、算法

三、计算步骤

 第六节 工程实例

一、混沌-动态BP模型预报分析

二、混沌-动态RBF模型预报分析

三、混沌-动态时间延迟BP模型长期预报分析

四、RPNN模型长期预报分析

 本章小结

第六章 地下洞室围岩稳定位移突变判据研究

 第一节 反演位移非线性动力模型

 第二节 突变理论

一、基本原理

二、尖点突变模型

三、在地下工程中的研究进展

 第三节 非线性动力-尖点突变模型

 第四节 建立评判量化标准

一、判据对象选取

二、选取代表性测杆

三、分析思路

四、计算步骤

五、评判量化标准选取

 第五节 工程实例

一、突变特征值分析

二、稳定分析

 本章小结

第七章 地下洞室围岩稳定评判方法研究

 第一节 地下洞室围岩变形总体规律研究

一、时序特征分析

二、空间分布特征分析

 第二节 围岩松动圈理论

一、围岩失稳的非线性机制

二、围岩松动圈理论

 第三节 空间插值方法

一、自然邻近点法选择参估点

二、加权平均插值

三、反距离加权平均插值

四、形函数插值

五、六面体形函数插值方法

 第四节 围岩松动圈的位移判断方法研究

一、测杆处围岩松动临界点确定

二、确定围岩松动圈

 第五节 地下洞室围岩稳定评判方法

一、基于围岩松动圈的围岩稳定评判方法

二、围岩长期稳定评判方法

 本章小结

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

 第一节 工程简介

一、工程概括

二、存在的新问题

三、监测断面布置情况

 第二节 围岩松动圈确定及围岩稳定评判

一、松动圈及松动最大影响深度确定

二、主厂房支护能力综合评价

 第三节 基于监测信息的围岩长期稳定性评判

一、主厂房围岩长期稳定评判

二、主变室围岩长期稳定评判

 第四节 地下洞室围岩稳定总体评价

一、主厂房

二、主变室

 本章小结

参考文献