[发明专利]TBM掘进隧洞岩石石英含量快速测试系统与方法

权利要求书

1.一种TBM掘进隧洞岩石石英含量快速测试方法，其特征是：包括以下步骤：

(1)针对隧洞内某一岩性地层，采取TBM挖掘出的岩块的作为实验试样，每块试样单独编号；

(2)对每一块岩石试样进行标准的矿物分析试验，获得试样中石英含量，并对每一块岩石试样进行表面回弹硬度、压痕硬度及耐磨性测试，获取与石英含量相对应的硬度参数和耐磨性指数；

(3)以硬度参数和耐磨性指数作为评价指标，石英含量作为评价结果，采用非线性分析方法-粗糙集理论确定硬度参数权重；

(4)根据评价指标权重，选取合适硬度参数和耐磨性指数，进行多元线性回归分析，如果多元回归分析所得经验估算公式的准确性和可靠性满足工程设计要求，通过对应的岩石硬度参数和耐磨性指数试验测试，估算选取的岩性地层的石英含量；如果该公式不满足要求，则证明该地层岩石石英含量和硬度参数及耐磨性指数之间不存在线性相关关系，需采用非线性方法建立综合评价模型，以估算岩石的石英含量；

(5)将粗糙集理论和理想点法相结合，建立综合评价模型，以综合评价模型快速评价预测选取的岩性地层的石英含量。

2.如权利要求1所述的一种TBM掘进隧洞岩石石英含量快速测试方法，其特征是：所述步骤(3)中，粗糙集理论定义的评价系统可用四元组表达，即S＝(U,R,V,F)，其中U为论域，即全体样本的集合，U＝(x₁,x₂,x_3,…,x_n)；R＝C∪D，C为条件属性集，D为决策属性集，V为属性的值域，F为信息函数。

3.如权利要求2所述的一种TBM掘进隧洞岩石石英含量快速测试方法，其特征是：所述步骤(3)中，将评价指标作为条件属性集，评价指标为硬度参数和耐磨性指数，将判定结果作为决策属性集，判定结果即岩石的实测石英含量，通过考察决策属性集对指标的依赖度确定其权重。

4.如权利要求3所述的一种TBM掘进隧洞岩石石英含量快速测试方法，其特征是：所述步骤(3)中，决策属性集对指标的依赖度I_C(D)计算公式为：K＝I_C(D)＝|pos_C(D)|/|U|，其中pos_C(D)为C的D正域；当K＝1时，决策属性集D完全依赖于条件属性集C；0K1时，决策属性集D以不同程度依赖于条件属性集C；K＝0时，决策属性集D完全独立于条件属性集C。

5.如权利要求1所述的一种TBM掘进隧洞岩石石英含量快速测试方法，其特征是：所述步骤(3)中，粗糙集理论确定权重步骤包括：

①构建决策表；

②约简评价指标；

③计算评价指标权重。

6.如权利要求5所述的一种TBM掘进隧洞岩石石英含量快速测试方法，其特征是：决策表为条件属性和决策属性构成的知识表达系统，构建决策表之前应对样本数据做离散化处理，当删除评价指标a后所得到的决策表与删除评价指标b后所得的决策表相同，则a与b等价，只保留其中留一个评价指标。

7.如权利要求1所述的一种TBM掘进隧洞岩石石英含量快速测试方法，其特征是：所述步骤(3)中，粗糙集理论确定权重计算方法为：

其中，γ_C(D)为决策属性集D对条件属性集C的依赖度，|U|为决策表中的样本容量，|γ_C(D_i)|为决策表中的相容样本数量，γ_C-Ci(D)为决策属性集D对条件属性集C-C_i的依赖度，C-C_i为条件属性集C删除评价指标i后生成的条件属性集，|γ_C-Ci(D_i)|为删除评价指标i后决策表中的样本容量，ω_i为评价指标i的权重。