硬岩矿柱稳定性预测的改进稳健随机森林算法

孙嘉豪; 李地元; 解联库

doi:10.16285/j.rsm.2025.0646

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硬岩矿柱稳定性预测的改进稳健随机森林算法

数值分析 | 更新时间：2026-07-06

- 硬岩矿柱稳定性预测的改进稳健随机森林算法
- 硬岩矿柱稳定性预测的改进稳健随机森林算法
- 岩土力学 2026年47卷第5期页码：1788-1800
- 作者机构：
  
  1. 中南大学资源与安全工程学院
  2. 应急管理部信息研究院
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金资助（No.52374153）;国家自然科学基金-新疆联合基金资助项目（No.U1903216）~~
- DOI：10.16285/j.rsm.2025.0646
  中图分类号： TD32;TP18
- 纸质出版：2026
- 稿件说明：
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孙嘉豪, 李地元, 解联库. 硬岩矿柱稳定性预测的改进稳健随机森林算法[J]. 岩土力学, 2026,47(5):1788-1800.

孙嘉豪, 李地元, 解联库. 硬岩矿柱稳定性预测的改进稳健随机森林算法[J]. 2026, 47(5): 1788-1800.
孙嘉豪, 李地元, 解联库. 硬岩矿柱稳定性预测的改进稳健随机森林算法[J]. 岩土力学, 2026,47(5):1788-1800. DOI： 10.16285/j.rsm.2025.0646.

孙嘉豪, 李地元, 解联库. 硬岩矿柱稳定性预测的改进稳健随机森林算法[J]. 2026, 47(5): 1788-1800. DOI： 10.16285/j.rsm.2025.0646.

摘要

矿柱是保障地下矿山开采安全的重要支撑结构，准确预测矿柱稳定性对地下空间安全至关重要。为此，提出一种新颖的稳健随机森林算法预测矿柱稳定性。首先，建立了包含317组样本的硬岩矿柱稳定性数据集，采用交叉递归特征消除方法选取矿柱宽度、高度、宽高比、单轴抗压强度、平均承载应力以及平均承载应力与矿岩单轴抗压强度之比共6个特征作为输入参数，并借助链式方程多重插补和孤立随机森林算法分别填充和剔除了数据集中的缺失值和异常值；其次，针对传统随机森林算法中低质量决策树可能引起的决策冗余和性能损失问题，引入决策树纯化干预机制和精确率加权优化策略提升随机森林算法的决策效率和预测精度，进而构建基于稳健随机森林的硬岩矿柱稳定性预测模型；最后，从性能评估、模型比较、模型解释和工程验证4个方面检验了模型的准确性、先进性和可靠性。结果表明，所提算法无需参数优化即可取得较好的预测性能。模型预测准确率为88.9%，预测性能优于其他机器学习模型，可为地下矿山硬岩矿柱的稳定性评估提供有效指导。

Abstract

关键词

Keywords

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