基于系统识别方法的隧道围岩参数反演分析

隧道围岩参数是判断隧道围岩及衬砌稳定性的重要手段,是隧道安全预警系统的重要组成部分.对于采用新奥法施工的隧道,通过对围岩收敛进行实时监控,并利用有限元软件ANSYS建立隧道开挖过程收敛变形的正演模型,得到了围岩收敛的数值解,在此基础上根据系统识别理论建立了隧道围岩参数反演分析方法,并结合工程实例反演得到了围岩参数.研究...     

基于均匀设计的隧道围岩参数反演分析

根据油房湾隧道断面的实测位移,基于均匀设计方法进行了围岩力学参数的反演分析。反演分析考虑了隧道分期开挖及初次支护的全过程模拟,通过对反演参数的多水平数值模拟试验,以实测点量测位移与计算位移的平方差为评价指标,反演获得了油房湾隧道围岩的最佳力学参数组合,以用于隧道围岩稳定性预测和评价。     

隧道围岩特性参数反演与开挖方法数值分析

以隧道围岩收敛变形数据,运用系统识别灵敏度分析理论进行隧道围岩特性参数反演。采用反演的隧道围岩特性参数进行隧道施工不同开挖方法的有限元数值仿真分析比较。说明台阶法是较为合理和安全的施工方法。     

沙湾特长隧道软弱破碎千枚岩围岩参数敏感性分析与反演研究

为解决甘肃渭武土建试验2标沙湾特长隧道围岩软弱破碎、遇水软化以及强度低等使得围岩力学参数难以准确确定的难题,采用ABAQUS数值计算和正交设计方法进行参数敏感性分析,确定各参数对围岩变形的影响程度。基于粒子群优化的BP神经网络算法建立PSO-BP参数反演分析方法,并编制反分析程序。根据反演的参数进行数值模拟,分析围岩和支护结构位移、应力及塑性区分布情况。研究结果表明： 沙湾隧道围岩位移影响因素重要性依次为黏聚力c、泊松比μ、内摩擦角φ、弹性模量E;PSO-BP参数反演分析方法是一种有效的反分析方法,具有较高的精度。     

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。     

基于GA-BP神经网络的隧道围岩力学参数反演

为在岩土工程设计和施工中获得更加合理、可靠的岩体力学参数,改善BP神经网络算法存在的收敛速度慢、依赖初值等不足,采用GA-BP神经网络方法,对隧道围岩力学参数反演进行了研究。依托江西省萍莲高速公路莲花隧道工程,选取右洞YK35+095～YK35+135段作为模拟对象,利用FLAC3D有限差分法,按照微台阶法开挖,构建三维数值计算模型;设计了25组围岩力学参数的正交试验,代入已建立的数值模型,得到系列拱顶沉降、周边位移以及地表沉降值,由此构造了神经网络的样本;采用遗传算法和神经网络相结合,其中遗传算法种群规模取值30,最大遗传代数取值25,交叉概率取值0.8,变异概率取值0.01,通过网络训练,得到了训练成熟的GA-BP神经网络,建立了待反演的围岩力学参数与位移之间的映射关系;将莲花隧道YK35+115断面实测的拱顶沉降、周边位移和地表沉降值,输入到已训练成熟的GA-BP神经网络模型中,输出得到围岩的弹性模量、泊松比、黏聚力、内摩擦角等参数。结果表明:采用GA-BP神经网络反演获得的围岩力学参数,代入到FLAC3D数值模型中正演计算,得到拱顶沉降、周边位移和地表沉降与现场实测值仅相差2.94%,3.16%和4.86%,误差较小;基于GA-BP神经网络的隧道围岩力学参数反演方法精度较高。     

隧道围岩收敛变形监测及稳定性研究

采用大型数学软件Matlab对监控量测数据进行回归分析等数学处理,找出监控量测数据之间的相关性并模式化为量测曲线和数学方程,使经过数学处理后的数据能有效反映围岩发展趋势及最终位移量。根据得到的岩性参数进行水平划分,得到各水平参数并进行正交组合进而得到试验方案。通过采用数值模拟软件Midas/GTS模拟各试验方案下围岩的最终位移量,由此得到神经网络的训练样本数据库。然后通过Matlab编制的岩性参数反演程序进行反分析,得出该段岩体的等效岩性参数。最后利用Midas/GTS正演计算,得到隧道在开挖支护后围岩的应力-应变分布和最终位移值,以此来评价围岩稳定性。     

小间距隧道围岩力学参数正交设计反演

根据西康高速公路18标长哨段的隧道围岩收敛位移现场监测结果,利用正交设计理论,对该区段小间距隧道围岩变形特性及塑性区大小影响较敏感的力学参数进行了反演分析,获得了比较接近工程实际的围岩综合力学特性参数,即千枚岩的弹性模量、泊松比、凝聚力和内摩擦角,有效地克服了千枚岩难于取样和难以进行力学参数试验的困难。利用反演分析所获得的力学参数对长哨小间距隧道的施工过程进行了数值仿真,分析了该隧道施工期间围岩的应力与变形规律,给出了围岩稳定性评价,为小间距隧道工程设计与施工提供了具有一定参考价值的重要资料和信息。     

高速公路潜埋偏压隧道力学计算分析

为了计算和分析浅埋隧ig-衬结构内力，建立了隧道支护和开挖过程数值计算模型，并提出了一种位移反演围岩参数识别的方法，得到了界牌坳隧道破碎带围岩的4个基本综合参数（E、μ、c、Ф）。最后，将反演计算所得破碎带围岩参数输入界牌坳隧道二衬内力数值计算模型，计算各施工步隧道右洞二衬的内力变化情况，并对计算结果进行了分析，得到了几个结论，对现场施工具有一定的指导作用。     

雪峰山公路隧道风机洞室围岩稳定性研究

雪峰山公路隧道中的通风洞室结构复杂,洞室断面跨度较大、间距较小,因此,设计与施工过程的围岩安全性与稳定性是工程设计施工的关键,有必要采取有效的数值计算方法和计算模型,对洞室群进行详细的数值模拟分析.在地应力反演结果的基础上,应用国际通用程序三维快速拉格朗日分析(FLAC--3D)对风机洞室在不同围岩力学参数下的力学行为进行数值模拟,得到了洞室围岩的应力、位移和破损区的分布规律,研究成果对工程具有重要的指导意义.     

雪峰山公路隧道风机洞室围岩稳定性研究

雪峰山公路隧道中的通风洞室结构复杂，洞室断面跨度较大、间距较小，因此，设计与施工过程的围岩安全性与稳定性是工程设计施工的关键，有必要采取有效的数值计算方法和计算模型，对洞室群进行详细的数值模拟分析。在地应力反演结果的基础上，应用国际通用程序三维快速拉格朗日分析（FLAC-3D）对风机洞室在不同围岩力学参数下的力学行为进行数值模拟，得到了洞室围岩的应力、位移和破损区的分布规律，研究成果对工程具有重要的指导意义。     

高速公路偏压连拱隧道变形测量与计算分析

通过试验反演确定隧道围岩参数,建立隧道开挖数值计算模型,对施工变形进行模拟计算,同时布置相关测点对隧道围岩变形进行测量,将数值计算结果和测量结果进行对比分析。由围岩内部变形、隧道变形和地表变形分析得知,左洞变形大于右洞,左洞地表沉降量大于右洞,说明施工顺序对隧道变形影响较大,隧道径向6 m之外的围岩变形受开挖影响小,隧道径向6 m以内为围岩松动圈。     

连拱隧道围岩压力计算研究

连拱隧道围岩压力的计算与单洞隧道不一样,在《公路隧道设计细则》（JTG/T D70—2010）的基础上对连拱隧道深浅埋分界判断及围岩压力进行了研究。以象山隧道为具体工程实例,对围岩压力进行了计算,并采用midas数值计算软件对衬砌及中隔墙内力进行了计算,得出内力分布图,对连拱隧道设计有一定的指导意义。     

隧道收敛变形监测及围岩特性参数反演

通过岭南高速公路分水岭隧道的现场收敛变形监控,对量测数据进行了曲线拟合和回归分析,据此研究了隧道围岩的稳定性,实时确定了合理的二次衬砌施工最佳时间.结合现场收敛观测数据,利用系统识别灵敏度分析理论开展了隧道围岩特性参数反演分析,确定了不同围岩类型的材料特性参数.研究结果表明:隧道开挖后围岩稳定性较好,未出现超出规范规定的异常变形;经反演分析可知,围岩材料特性参数均在规定范围之内,符合规范要求.     

考虑围岩蠕变效应的隧道开挖变形分析

软弱隧道围岩无论在室内试验研究还是在实际工程中都表明其变形具有蠕变特性,容易造成围岩较大变形而使围岩失稳。本文依托张涿高速东马各庄隧道,对隧道开挖后围岩变形进行现场监测及分析,利用有限元软件采用西原正夫蠕变模型对隧道开挖过程进行数值模拟分析,并将现场实际量测值与数值计算数据进行比较,为隧道二衬设计时间的确定和施工过程的安全可靠性提供科学依据。     

基于BP网络动态预测预报轻轨隧道围岩位移

分别利用ANSYS有限元程序动态施工反演分析方法和BP网络的方法,进行轻轨隧道围岩的位移预测预报,计算结果表明,基于BP网络的方法不仅克服了有限元反演分析方法的不足,而且能综合考虑隧道围岩节理、裂隙等对围岩位移的影响,为适时地进行围岩支护提供理论依据。     

基于免疫算法的隧道围岩松动圈参数智能反演分析

在隧道施工过程中,由于围岩松动圈的复杂性和不可预见性,参数确定往往根据经验公式得到,不能作为设计的主要依据.按弹塑性理论进行设计与分析时,为确定这些岩体力学参数,从实际监测情况出发,根据掌子面的推进过程与监测位移间的变化情况,将监测位移进行弹塑性分离,结合生物免疫仿真系统和快速拉格朗日分析软件(FLAC)进行反演分析,利用量测信息反分析寻找最佳参数,将结果通过正向计算进行验证.通过比较反演参数与原勘测资料中的建议值,可对围岩锚固方案进行适当调整.通过对云岭隧道监控量测进行实际验算,所得结果与设定值吻合良好.表明该实施方案在处理非线性关系方面具有极强的能力,是一种行之有效、易于工程实际操作的考虑围岩松动圈的反分析方法.     

富水软弱围岩隧道塌方机理及治理技术研究

隧道施工穿越富水软弱围岩时常发生塌方地质灾害,给工程建设带来困难。该文依托江西省昌宁高速公路莲花山隧道塌方实例,运用多物理场耦合模拟软件对典型断面进行流固耦合数值计算,定量分析了富水软弱围岩隧道塌方过程中围岩和支护结构的应力、位移以及渗流场响应特征,研究了塌方发生机理。基于稳固处治原则,采取了包含塌体稳固、塌方影响段加固、塌方情况物理探测、管棚支护参数设计、塌方段洞内管棚注浆支护、短开挖强支护的综合治理技术措施。围岩变形监测结果表明:塌方处治效果较好。     

基于有限差分法软弱围岩偏压隧道动态开挖数值分析

本文结合具体工程,运用有限差分法计算软件FLAC建立了隧道计算模型,采用非线性弹塑性方法及Mohr-Coulomb屈服准则,对软弱围岩偏压连拱隧道的开挖施工方案进行了数值仿真研究,得到了隧道断面各个开挖阶段围岩、地表以及隧道初衬的应力、应变变化规律,从而达到验证支护条件和开挖方案合理性的目的,同时研究结果可以为软岩偏压条件下的隧道设计、施工提供有意义的参考。     

基于PLAXIS 3D的隧道围岩结构仿真分析

文章结合连云港主体港区东疏港高速公路隧道开挖实例工程项目,对隧道围岩结构的类型及失稳破坏特征进行了分析,通过采用有限元分析软件PLAXIS 3D TUNNEL(三维隧道软件)对实例隧道进行仿真计算分析,仿真结果表明:PLAXIS 3D TUNNEL软件可以很好的对隧道结构工程的变形和围岩结构稳定性进行仿真分析,输出的结果包括隧道总体位移、隧道平均应力、衬砌板轴向力等,当岩体及衬砌等参数变化时,衬砌轴应力也将随之变化。通过数据拟合可以得到隧道围岩衬砌轴应力关于隧道各个随机变量的数据变化函数和曲线,为隧道风险分析模型的建立及隧道围岩结构的失效概率分析提供数据参考。