改进后的灰色模型对围岩变形的预测分析

通过将灰色理论引入围岩变形预测,得出GM模型和改进后的GM模型都能够很好地预测围岩的变化规律。GM模型的预测精度取决于断面的复杂程度,基于背景值改进后的模型对初始模型的改进程度由初始模型的预测精度决定,对于复杂的断面,基于背景值改进后的模型预测精度更好,更加适合。     

基于灰色理论的高速公路软基沉降监测数据插补研究

研究了多变量灰色模型——MGM(1,n)模型对软基沉降监测数据进行插补,插补结果基本满足要求。并用常用的灰色模型修正方法对MGM(1,n)模型进行修正,修正结果较未修正前均有了不同程度的改进,数据的拟合和短期预测精度较好,但长期预测结果有待提高。同时采用了相邻监测序列的已知数据对缺失值的预测结果进行进一步修正,这样得到的预测精度有了很大提高,能满足沉降缺失值序列数据插补的要求。     

围岩变形预测的Richards模型及变形发展趋势分析

隧道围岩变形是隧道工程的设计和施工的重要参数,由于Richards生长曲线与隧道围岩变形-时间曲线具有相似性,将Richards模型引入到围岩变形预测中,通过围岩变形-时间曲线的拟合预测未来围岩变形发展趋势和围岩极限变形值。通过工程实例具体分析了Richards模型的应用效果,结果表明：Richards模型可以较好的预测隧道围岩变形发展过程;只有当围岩变形进入了明显的稳定发展阶段,可以得到良好的预测效果;Richards模型预测效果要优于指数曲线模型和双曲线模型,具有更好的应用价值。     

宴家隧道围岩收敛灰色系统预测模型

通过分析隧道围岩的收敛变形特征,基于宴家隧道典型断面开挖过程中的实测围岩收敛变形数据,建立了宴家隧道围岩收敛变形预测GM(l,l)灰色模型。结果表明:采用GM(l,l)灰色系统模型能较好地反映围岩收敛短期数据的变化规律,是对围岩收敛进行短期预测的一种有效方法。当添加实测的新数据,实时更新GM(1,1)模型后,可以提高运用GM(l,l)灰色系统模型预测围岩变形预测的时效性及预测精度,从而成为预测围岩变形的一种更为有效的方法。     

改进的GM（1，1）模型在变形预测中的应用

研究GM（1,1）模型的理论发现,模型的背景值序列、边值条件和残差的改进能提高模型的模拟预测精度。利用MATLAB软件编制不同背景值和边界条件下的模型优选程序,通过工程实例表明,改进的GM（1,1）模型模拟预测精度较高,适合其在变形预测中应用。     

基于改进GM(1,1)模型的雷达故障预测

针对常规GM(1,1)模型在背景值构造及自适应性上的缺陷,文章引用了一种改进的背景值构造方法,并结合新陈代谢法创建了一个新的灰色模型。以某型雷达高压电源为例,通过Matlab软件仿真和模型比较分析后,结果表明,改进后的GM(1,1)模型预测精度和自适应性都大大提高。     

考虑边坡位移信息的山岭隧道信息化施工应用

本文基于信息化施工的基本原理,结合公路隧道施工建立了公路隧道信息化施工模型。并以山西闻(喜)—垣(曲)高速公路中条山隧道左线进口为例,通过已有隧道施工量测信息和洞口边坡位移监测信息对围岩参数进行了反演,并以反演参数对后续施工过程中的围岩变形进行了预测。通过比较围岩变形预测值与实际测量值,验证了公路隧道信息化施工模型的有效性,同时也结合工程实际分析了误差及产生原因。     

灰色-马尔科夫理论在隧道围岩变形预测中的应用

简要介绍灰色模型与马尔科夫链的基本原理与操作步骤,分析GM-MC模型与隧道围岩位移的关系,以此建立隧道围岩拱顶位移的GM(1,1)与GM-MC预测模型。基于工程实例为研究背景,对不同模型下隧道围岩位移的预测预报数据进行对比分析,结果表明,GM-MC预测模型在对围岩位移的预测中优于GM(1,1)模型,并与实测值有较高的吻合度,能满足工程实际需求。     

非等时序灰色模型的隧道变形预测研究

为提高灰色系统模型对非等时距隧道变形预测的预测精度，运用非等时距GM（1，1）模型对隧道围岩变形进行预测，利用Matlab7．1平台编写了隧道围压变形预测程序，结合张涿高速隧道围岩收敛变形实测数据，进行了变形预测及误差分析，结果表明预测值与实测值比较吻合，非等时距GM（1，1）模型可以应用于施工进度指导及安全系数评判。     

基于改进灰色理论模型的隧道围岩变形预测

应用灰色预测理论方法建立隧道围岩位移预测模型,给出了灰色预测理论的计算步骤和方法,并在此基础上预测得出隧道施工过程中掌子面前方一定范围内的围岩变形值。以武靖高速公路绥通隧道为试验对象,对比分析了预测值、实测值之间位移-时间曲线的关系,并对以上二个值进行交叉验证。验证结果表明,此模型能较好地体现围岩的应力应变变化规律,对位移值的预测精度能满足规范要求,在实际隧道工程围岩稳定性预测中比其它方法具有更大的适用范围。     

基于灰色预测方法的隧道大变形预警技术研究

围岩和支护措施的大变形以及由大变形引起的塌方,是隧道开挖后的主要灾害之一。介绍了利用改进的灰色模型,预测和分析围岩位移的发展趋势、变形规律的方法,根据工作经验将围岩位移失稳预警分为了三个级别并进行了详细的定义,在实际工程应用中取得了较好的效果。     

基于灰色预测方法的隧道大变形预警技术研究

围岩和支护措施的大变形以及由大变形引起的塌方,是隧道开挖后的主要灾害之一.介绍了利用改进的灰色模型,预测和分析围岩位移的发展趋势、变形规律的方法,根据工作经验将围岩位移失稳预警分为了三个级别并进行了详细的定义,在实际工程应用中取得了较好的效果.     

隧道围岩稳定性改进模糊概率模型及其应用研究

为更加准确有效地判别隧道围岩稳定性,引入RandWPSO-LSSVM(随机权重粒子群算法-最小二乘支持向量机)围岩极限位 移预测模型,对传统模型的隶属函数进行优化,建立围岩稳定性改进模糊概率模型。基于改进模型方法,由围岩位移预测值u、预测 位移标准差、围岩极限位移预测值U 及预测极限位移标准差即可求解隧道围岩稳定概率,并结合8 个工程算例对模型进行验证。 结果表明,改进模型解决了传统模型隶属函数存在的极限位移取值范围不合理的问题,且有效消除了隶属函数线性简化处理导致 的偏差,由其计算的稳定概率与实际情况吻合较好,围岩稳定性评价结果的可靠性更高; 将改进模型应用于实际工程的隧道围岩 稳定性判别中,计算结果能够较好地反映实际工程情况。     

开挖卸荷扰动下深埋地下厂房围岩稳定性数值分析研究

猴子岩水电站地下厂房位置地处深山峡谷区,区域地质构造背景较为复杂,并且具有地应力值相对较高,洞室跨度大、边墙高,洞室埋深大等特点。地应力最大值有36 MPa,最大垂直埋深可达660 m。因此,在开挖过程中,岩体卸荷对洞室围岩的稳定性影响较大。选择典型剖面,运用快速拉格朗日差分法(FLAC3D)对地下洞室的分层开挖支护过程进行了数值模拟,对模拟结果进行分析,包括围岩变形场、应力场和塑性区的分布规律,并将模拟结果与现场内观监测资料和微震监测资料进行对比分析。分析表明,围岩变形与内观监测结果较为吻合,同时在围岩应力发生集中的部位,微震事件发生区域性聚集。因此,可以通过数值模拟来预测后续开挖中的围岩变形,为开挖支护施工提供指导。     

基于变形稳定时间统计的挤压性围岩隧道二次衬砌施作时机研究

为获取挤压性围岩隧道二次衬砌施作时间，使二次衬砌施作可操作性更强，以变形速率限值为基础，对412个挤压性围岩隧道断面变形量测数据进行拟合和统计分析，得出不同变形等级的变形稳定时间范围值和施工期分阶段二次衬砌施作时机预测方法。具体结论为： 1)提出了基于变形速率判据的变形稳定时间预测方法，通过最优指数函数曲线拟合，实现稳定阶段变形量u稳和最终稳定时间t′稳的预测； 2)通过统计分析，确定了不同变形等级、不同跨度条件下变形稳定时间t′稳范围值，用于设计阶段初步拟定二次衬砌施作时机； 3)提出了施工期二次衬砌施作时机分阶段预测方法，根据实测20、30、40 d和稳定时的相对变形，可实现分阶段预测最终变形稳定时间； 4)经实测变形数据检验，采用二次衬砌施作时机分阶段预测方法所得预测结果可被工程所接受； 5)以分阶段变形稳定时间t′稳为判别指标的挤压性围岩隧道二次衬砌施作时机预测方法，可操作性强，能避免以变形速率为判别指标时的操作困扰，可直接服务于工程实践。     

基于多变量的集成预测模型在隧道拱顶沉降变形预测中的应用

隧道拱顶沉降是多种因素共同作用的一个十分复杂的过程,很难用数学模型进行精确计算。实际施工过程中,围岩情况经常发生变化,为满足设计要求,必须严格控制隧道拱顶沉降。传统的预测模型都只是利用拱顶沉降监测数据建立单变量模型进行拟合并预测。隧道开挖过程中,拱顶变形所受影响因素较多,导致监测数据序列中常常出现离散型较大的数据,单一变量模型预测精度受这些离散数据的影响较大,而且筛除离散型较大的数据会直接影响模型预测精度,因此单一模型只能对拱顶沉降量做粗略的估计。针对这一问题,根据隧道变形的同时性和内在相关性,利用拱顶变形监测数据和同期两侧收敛变形监测数据构建带输入变量的时序模型、GM(1,2)模型和BP模型分别对拱顶沉降变形进行预测,并运用实例验证了所建模型的有效性。通过对两种模型的预测精度进行对比可知,单一变量的时序模型只能对变形的趋势作出预测,预测精度较低,难以对拱顶沉降进行有效预测,而单一变量的GM(1,1)预测模型则完全失效。为了避免单一模型自身的缺陷导致预测精度降低,同时使不同模型间优势互补,本研究建立了基于以上3种带输入变量模型的集成预测模型,其加权系数采用熵值法确定;最后将该模型运用于宝汉高速白庙子隧道中进行检验,结果表明该集成模型更有效,预测精度更高。     

MGM(1,n)模型在软土路基沉降预测中的应用

为提高高等级公路路基沉降预测的准确性,提出了一种由灰色相似关联度分析优选各个相关预测变量,构建灰色MGM(1,n)模型进行沉降预测的方法,可以更全面有效地利用工程监测数据.实例分析对比表明,这种方法比其他常用沉降预测法具有更高的准确性和可靠性.     

底部隐伏空腔隧道施工过程中的围岩变形分析

岩溶区隧道因受岩溶发育程度、岩溶位置等影响,其围岩变形特征与一般隧道存在较大区别.以某岩溶隧道为工程背景,对隧道仰拱底部存在隐伏空腔的围岩变形进行现场监测研究,并运用有限差分软件进行仿真分析,现场监测和仿真分析所得围岩变形规律基本一致.研究结果表明:随着隧道施工接近并通过空腔顶部,隧道拱顶处围岩向下沉降,其值不断增大;...     

基于BP神经网络的阿拉套山隧道围岩物理力学参数反演分析

为研究高寒地区设置中心深埋水沟单线铁路隧道的围岩力学参数问题，以兰新铁路新建博州支线阿拉套山隧道为工程背景，基于FLAC3D数值模拟软件联合MATLAB中的神经网络工具箱构建BP神经网络算法，建立隧道开挖位移正演和反演模型，对围岩物理力学参数作反演分析。通过对中心水沟开挖前的拱顶和拱腰监测数据做拟合分析，发现隧道变形已趋于稳定，反演过程不需考虑中心水沟开挖对围岩的二次扰动。以水沟开挖前的拱顶沉降值和拱腰收敛值作为输入函数，以围岩的体积弹性模量K、剪切弹性模量G、黏聚力c、内摩擦角φ、重度γ作为输出函数训练神经网络模型，利用训练好的模型进行所需参数的反演分析。将反演参数代入FLAC3D正演模型计算后，提取中心水沟开挖前的拱顶沉降值和拱腰收敛值，与中心深埋水沟开挖前的实际监控量测值相比较为接近。结果证明，围岩物理力学参数的反演较为合理，对于变形的预测较为准确，可为隧道后期工程的施工和优化设计提供参考。     

侧部既有溶洞隧道围岩稳定性分析

318国道利川绕城段毛坝沟隧道,围岩节理裂隙较为发育,部分区段出现溶洞、溶腔等不利于围岩稳定的不良地质。本文以该工程为依托,通过FLAC3D建立数值计算的三维模型,同时结合现场监测数据,对比分析隧道开挖过程中的围岩稳定性。结果表明:靠近溶洞断面洞周围岩变形相对较大(拱顶沉降值为6. 3mm),随着监测断面远离溶洞区,变形值逐渐减小(拱顶沉降值为3. 3mm),整体上围岩变形均处在安全合理的变形区间内且与监测结果较为吻合。靠近溶洞断面的拱顶、拱底受力表现为受拉并出现小范围拉伸塑性区,施工中应加强该位置的支护和监测。