改进遗传算法在浅埋隧道施工倾斜地表沉降预测中的应用

Peck公式一般应用于水平地表隧道施工沉降预测,而对于山岭隧道,特别是进出口段往往地形倾斜,存在不同程度的偏压。对Peck公式进行改进,使其适用于倾斜地表沉降预测。针对基本遗传算法局部搜索能力不强,易陷入局部极值,不能收敛等缺陷采用改进遗传算法,加强局部搜索能力。对改进后的Peck公式中的计算参数运用改进遗传算法进行优化,并将其应用于青山岗隧道施工引起的倾斜地表沉降预测。结果表明,改进遗传算法是参数优化的一种有效的方法。     

盾构隧道下穿既有铁路路基及框架箱涵地表沉降分析

为研究盾构隧道下穿施工对地表沉降影响，依托武汉地铁3号线区间盾构隧道工程，运用ANSYS有限元软件对盾构隧道在不同埋深条件下下穿路基和箱涵进行模拟，得到了不同埋深盾构隧道下穿施工对既有的路基和箱涵及对应地表沉降扰动规律，将对应的地表沉降与Peck公式预测的地表沉降进行对比分析，总结了盾构下穿施工与Peck公式预测的地表沉降之间异同。结果表明:①随着埋深的增加，盾构隧道下穿施工导致地表沉降减小，沉降槽宽度逐渐增加；②先行线对地表沉降的影响较后行线大；③盾构隧道下穿箱涵施工的地表最大沉降与Peck公式预测值十分接近，而隧道下穿路基的地表最大沉降比Peck公式预测值偏小。     

基于Peck公式的藏区公路隧道施工地面沉降预测

在隧道施工中结合现场地表下沉量测实测数据,利用Peck公式进行地表沉降计算,反分析法确定沉降槽曲线最大沉降量和沉降槽宽度及关键参数,并对拟合参数进行了检验。比较修正了沉降槽宽度计算经验公式,给出青藏高原东南部地区Peck公式中沉降槽宽度系数的初步建议值,验证了适合我国藏区具体地质条件与施工手段的公路隧道地表沉降预测模型。研究表明:Peck公式适用于青藏高原地区公路山岭隧道施工地面沉降预测,隧道进口浅埋段施工引起的地表沉降曲线基本符合高斯分布规律,进口段埋深较浅地表沉降槽宽度越大,埋深越大沉降槽宽度越小。     

软土地区地铁隧道施工期地表沉降规律研究

地铁隧道建设过程中主要通过地表沉降监测反映盾构施工的安全状态,Peck公式一直被认为是最简单实用的隧道施工期地表沉降计算方法,因此针对其适用性和参数取值问题是人们研究的重点。文中结合盾构施工的特点,探讨盾构施工中引起地层扰动的主要因素,通过在建地铁隧道的实测地表沉降数据分析Peck公式的适用性和参数取值问题,并探讨了几种特殊情况下的地表沉降规律,以指导施工方案的调整,减小施工的环境影响,同时保证隧道自身的施工质量。     

PSO-SVM反演隧道周围加固软土的力学参数

传统获取土体物理力学参数的试验方法受土体扰动、仪器及人员操作影响,得到的结果往往较离散。研究基于统计学习理论的支持向量机(SVM)改进方法,通过使用搜索效率高的仿生学算法——微粒群算法(PSO)对支持向量机参数进行优化,提高支持向量机的预测精度,并结合三维有限元数值模拟分析,得到一种新的可快速获取参数指标的反演计算模型。从而达到在统计样本量较少的情况下,也能获得很好预测结果的目的。以实际隧道施工过程中地表沉降监测数据为依据,对隧道周围泥炭质土及黏土层加固后的压缩模量采用POS-SVM进行反演,将反演值代入三维有限元模型计算地表沉降,并对实际监测、三维有限元模型计算及Peck公式计算的地表沉降值进行对比分析。发现在布设的28个地表沉降监测点中,实际监测及模型计算结果间差异很小,一半的点之间差异小于10%,有几个点稍大,但最大也仅是18.8%。监测与模型计算结果吻合较好,沉降规律也一致。而Peck公式计算的值大部分偏大,计算沉降与实际监测的规律也不一致。以上研究结果表明,采用PSO-SVM反演岩土力学参数的方法是合理可行的,对今后设计及施工所需岩土力学参数的确定及校核提供了一种新的分析方法。     

一种适用于砂性土地层盾构隧道地表沉降理论预测方法

盾构法隧道施工广泛应用于城市公路、地铁、给排水、电力等隧道工程施工中。但是,由于施工工艺质量及周围的施工环境和土层特点,施工引起的地层位移是不可能完全消除的。如果影响过大,势必会引起地表的沉降隆起超限,严重情况会导致周围建筑物倾斜倒塌和构筑物变形。在现有的沉降理论预测方法中选择适合于砂性土地层盾构施工引起的地表沉降预测方法,并在该方法基础上进行改进,得出砂性土地层特有的不同推进参数下盾构隧道施工引起的地表沉降理论预测方法。     

狮子洋隧道陆地段盾构施工横向地表沉降研究

为了预测盾构隧道施工引起的地表横向沉降,针对狮子洋隧道陆地段DIK42+660断面地层,通过理论分析,利用Peck公式对该断面地表横向沉降量进行计算;通过数值模拟,利用ANSYS建立地层的有限元模型,并从数值模拟结果中获取地表单元的横向沉降量;最后通过与现场监测结果对比,对理论分析和数值模拟的地表横向沉降量预测方法进行评价。研究结果可为盾构隧道地表沉降的预测提供有效的方法。     

隧道开挖引起的路面沉降预测及数值分析

采用Peck公式对南水北调中线下穿高速公路段暗涵施工所允许的地表沉降进行预测,确定65 mm为工程允许的地表沉降标准。提出了双中洞、多分部的暗挖施工方法,并用FLAC-3D进行数值模拟。实测表明该法可将路面沉降控制在60 mm以下,能够满足隧道施工安全和环境控制要求。     

曲线顶管施工引起的地表变形预测研究

为了研究曲线顶管施工引起的地表变形,通过分析拱北隧道管幕工程曲线顶管现场实测数据,得出曲线顶管地表沉降槽的偏移曲线;在现有Peck和Loganathan地表变形计算公式的基础上,考虑曲线顶管与隧洞的相对位置对沉降槽偏移量的影响,得出经过沉降槽偏移修正的Peck和Loganathan地表变形预测公式。结果表明:1)曲线顶管施工引起的地表沉降槽曲线表现为非对称,最大沉降点可能出现在轨迹弯曲内侧,也可能偏向外侧;2)曲线顶管与隧洞相对位置引起的土体损失变化是造成沉降槽偏移的主要原因,相对位置与顶管穿越地层性质、顶进力、注浆压力和轨迹曲率半径等因素有关;3)修正的Peck公式可以较好地反映砂层和淤泥质土层中曲线顶管施工地面沉降槽偏移效应和最大沉降量。     

杭州地区某盾构区间施工地表变形预测参数的分析与确定

以杭州地铁某盾构区间隧道施工为背景,分别对盾构隧道上浮和盾构隧道水平2种工况建立计算模型,并计算盾构掘进施工引起的地表沉降,在每种模拟工况计算中取不同的地层损失率对地表沉降进行计算。将不同工况、不同地层损失率的计算结果与实测数据进行对比分析,并利用Peck公式计算结果进一步确认,以确定不同工况下的地层损失率:盾构隧道上浮工况下地层损失率约为1.9%;盾构隧道水平工况下地层损失率约为1%。以期为杭州和其他地区盾构施工引起的地表沉降预测提供参考。     

基于“CC工法”的顶管隧道施工地表变形规律分析与研究

为研究“CC工法”施工地表变形规律，依托实际项目，通过对施工过程中地表变形实际监测结果进行整理分析，采用线性回归分析的方法对数据进行拟合，总结本项目“CC工法”顶管隧道施工地表变形规律，将隧道上部覆土扰动分为3类，发现隧道掘进时地表变形呈先隆起后沉降的形态，最终地表总体表现为下沉形态；提出后掘隧道与先行隧道之间存在地表变形影响叠加区，对叠加区的范围和形态进行研究，并分析得出后掘隧道施工对先行隧道地表变形的影响程度；修正传统Peck沉降预测公式，引入地表损失量修正系数和沉降槽宽度修正系数，并验证修正系数的适用性。在此基础上总结影响“CC工法”顶管隧道施工地表变形的主要因素，并提出控制措施。     

无锡软土地区某区间隧道盾构施工引起的建筑物沉降分析

为积累在软土地质条件下盾构施工经验,针对无锡地铁1号线某区间穿越城市中心地带盾构施工,根据其建筑物密集、施工场地狭小、地质情况复杂等特点,采用有限元FLAC2D和Peck经验理论对沿线建筑在盾构施工时的沉降变形进行预测和分析。根据数值分析及Peck沉降估算,地表沉降及建筑物倾斜均满足相关规范要求,采用盾构法施工是安全的。     

Peck公式在小半径曲线隧道沉降分析的应用

Peck经验公式应用在地铁盾构施工引起的沉降预测最为方便、实用,但其一般假定为直线线形对称边界条件,而曲线线形条件在工程中普遍存在。通过直线和小半径曲线条件下地层损失对比分析和高斯沉降槽曲线边界条件解析,探讨Peck公式在小半径曲线条件下的适用性,推导修正模型,并结合工程实例进行验证,得出了Peck公式在小半径曲线隧道条件下的适用性和沉降变化规律,为其施工沉降分析提供依据。     

运用Peck公式对某顶管工程地面沉降的预测探讨

基于广州市某分洪道顶管工程实测所得的地面沉降数据，探讨Peck公式在预测顶管施工引起地面沉降中的适用性，并借助函数拟合的方法，修正理论Peck公式下沉降曲线与实测沉降曲线的偏差。引入地表最大沉降修正系数α及沉降槽宽度修正系数β，通过推算和验证，当α和β分别介于0.229~0.809，0.176~0.324时，可利用修正Peck公式预测该地区下顶管施工引发地面沉降的大小。     

双线隧道施工过程中地层变形控制数值分析

结合现场地形及工程地质和水文条件，选择合理的施工工法，基于理论公式和岩土有限元软件，针对双线平行隧道穿越河道开挖支护施工的全过程及施工参数的调整进行分析，研究隧道周围土体的变形沉降规律。结果表明：双线隧道开挖具有协同效应，随着两条隧道相对水平距离C的变化，地表沉降趋势由V型变为W型，进而变为两个单独的V型；越接近隧道开挖的土体，扰动越明显，伴随右线隧道的开挖和支护，两隧道中间地层变形逐渐得到控制，最大地表沉降向右偏移，符合Peck正态分布规律；分析不同施工参数下的变形规律，使地层沉降得到有效控制。     

北京地铁隧道地表横向沉降槽参数分析

为解决北京地铁隧道施工不同影响区划分和影响范围确定的不准确问题,对北京地区13 条地铁线路、903 份隧道工程的地表横向沉降槽资料进行分析,根据施工方法和地层条件的不同,分别对盾构法和矿山法施工隧道在黏性土地层、砂卵石地层等区域的沉降槽Peck 公式拟合参数进行统计分析,得出地层损失率和宽度参数的分布形态、相关统计值以及与隧道相对埋深的相关性。研究结果表明: 1)地层损失率和宽度参数的数理统计结果可以很好地指导北京及类似地层条件的城市地铁隧道工程影响区划分和影响范围的确定; 2)施工方法和地层条件是影响地铁隧道周围地层变形的重要因素,工程地表变形控制应注重相关研究; 3)建议各地深入开展地铁隧道沉降槽的拟合分析研究,为隧道工程影响区划分和影响范围确定提供科学依据。     

改进浮点编码遗传算法在非线性地表沉降模型参数优化中的应用

针对浅埋隧道地表出现沉降问题,运用随机介质理论建立非线性地表沉降模型,然后提出改进浮点编码遗传算法确定沉降模型参数,该方法收敛速度较快,能求得最优化问题全局精确解 工程实例表明它不仅能解决非线性地表沉降模型参数优化问题,而且优化结果好于其它方法。     

无锡软土地层盾构施工下Peck公式的修正

在地铁隧道施工过程中,引起地表沉降的因素较多,致使一些常用的地表沉降评价预计方法出现较大的偏差。为了研究由于地铁隧道施工而引起的地表沉降问题,以无锡地区地铁隧道开挖过程中大量地表沉降实测数据为基础,采用数学方法,引入两个修正系数,即地表最大沉降修正系数α和沉降槽宽度修正系数β,修正Peck公式中两个重要参数(沉降槽宽度系数K、地层土体损失率η),以适应无锡软土地区研究区段的工况。研究表明:地表最大沉降修正系数α介于0.5~0.9,沉降槽宽度修正系数β介于0.5~0.9,此时沉降槽宽度系数K介于0.40~0.70,底层土体损失率η介于0.4%~0.9%,得到修正后的Peck曲线与地表实测沉降数据更吻合。     

基于Peck公式铁路隧道下穿既有公路隧道路基沉降规律分析

交叉隧道的路基沉降值研究,对道路建设有重要意义。为了定量确定铁路隧道下穿既有公路隧道所引起的既有公路隧道路基沉降规律,结合了盘道岭公路隧道和草莓沟隧道的工程实例,以Peck公式为依据,经理论推导,得到了在交叉隧道近接距离影响下的路基沉降值及其相应解析解。并在此基础上对影响路基沉降的因素进行了探讨。结果表明,既有公路隧道路基沉降的大小与沉降槽宽度系数、内摩擦角、高低倾斜率、隧道近接距离等因素相关。通过Peck计算出的结果与实测数据对照,结果相吻合,表明改进后的路基沉降计算公式能较好地反映出交叉隧道的路基沉降规律。     

地铁隧道施工地表沉降槽宽度系数取值研究

Peck公式广泛用于地铁隧道施工地表沉降计算,沉降槽宽度系数(i)是该公式的主要参数之一。目前各类沉降槽宽度系数(i)计算式多为现场实测数据或室内试验数据拟合求出,不能理论地反映出沉降槽宽度系数(i)与隧道埋深、地层土的性质、隧道半径的关系。从地表沉降曲线变形规律出发,假定地层在沉降曲线拐点处稳定状态发生变化,提出土体破坏剪切面通过沉降曲线的拐点的观点,基于太沙基极限平衡原理,求出了地表沉降槽宽度系数(i)计算式。两组工程实例的实测数据与计算沉降曲线的对比表明实测数据与预测结果吻合良好,误差较小,验证了提出的沉降槽宽度系数(i)计算式的准确性和适用性。