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...     

公路隧道围岩松动圈的测定

由于公路隧道开挖断面面积大,并且在山岭隧道中一般采用新奥法和爆破开挖,导致围岩产生松动。利用超声波探测技术可有效地对松动圈进行测试,文中说明了探测方法。     

基于BP神经网络的隧道围岩分类

应用BP神经网络建立了隧道围岩分类模型,对其影响因素进行分析,并对模型进行优化,将训练好的分类模型运用到贵安隧道,为隧道围岩分类提供了一种简便可行的方法。     

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。     

小净距隧道围岩松动圈测试与分析

围岩松动圈是小净距隧道设计施工和评价围岩稳定性的重要参数之一。京福高速公路福州段里洋、鸿尾Ⅰ号小净距隧道采用非金属超声波技术进行了围岩松动圈检测,本简要介绍了此项测试技术的测试与分析过程,以期为同类工程提供借鉴参考。     

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.     

黑石岭岩石公路隧道围岩松动圈的测定

按"新奥法"施工的河北张石高速黑石岭隧道全长7 560 m,为上、下行分离的双洞单行车双车道,属于长大岩石高速公路隧道.隧道施工期围岩松动圈的测试与判定,对于施工支护设计具有重要作用,文中对利用超声波探测技术对隧道进行了松动圈测试与分析,明确了爆破开挖对围岩的影响范围,优化了隧道的开挖支护施工.     

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。     

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。     

基于改进BP神经网络的隧道位移反分析研究

通过LM算法改进的BP神经网络位移反分析理论及数值模拟获得隧道位移反分析模型,基于现场勘测位移数据反演出围岩关键物理力学参数,将反演结果与该隧道区段的岩石试验所得参数进行对比,符合度高达97.3%,说明LM-BP神经网络位移反分析模型能较好地反映隧道中围岩物理力学参数与隧体形变之间的非线性模糊特性。此外,将该反演模型运用到与样本位置相距5m、10m、15m的区段进行力学参数反演,得出模型可靠性较高的区段范围,可在一定程度上通过反分析模型及该区段的岩石力学参数反推工程后续施工的围岩位移变化特征。     

基于FLAC3D和BP神经网络的边坡抗剪强度参数反演分析

针对静态强度参数无法反映不同位移下动态衰减过程的问题,提出利用位移直接判断安全系数大小的方法。通过定期监测实际边坡位移,建立FLAC3D三维边坡模型计算获得样本数据,同时建立BP神经网络反分析模型,经样本数据训练后反演得到变化位移下抗剪强度参数,然后基于反演的参数计算了边坡安全系数,同时拟合得到了安全系数与位移间的定量函数关系,从而实现了边坡动态稳定性分析。结果表明：(1)位移与抗剪强度参数之间具有较高的关联性,尤其是内摩擦角对位移变化的敏感性较高;(2)通过FLAC3D模拟了滑坡形成过程中滑面不同位置位移变化,依此确定边坡破坏模式为滑移-拉裂型;(3)通过反演直观呈现了抗剪强度的衰减和安全系数的降低过程,基于动态安全系数与监测位移拟合所得的理论公式可较为准确反映不同位移下边坡安全系数的大小,具有一定的工程适用性。     

隧道围岩反分析与施工数值模拟

结合殷家岩隧道施工,对隧道围岩进行了位移反分析,得到了围岩松动区的弹性模量;应用反分析结果进行数值模拟,预测后续施工步的位移和应力;同时,将预测结果与现场观测进行比较,检验反分析结果。结果表明,利用反分析得到的围岩参数预测后续施工步的位移与现场观测结果比较吻合。     

基于现场监控量测的隧道围岩分级方法

通过结合地质测量、位移反分析,对现行监控量测项目进行拓展,以寻求监控量测信息与围岩分级指标之间的定量关系,建立在施工现场快速、定量地确定(修正)围岩分级的方法。该方法基于监控量测及非确定性反分析技术,在施工现场能快速判断围岩级别,用以及时修改设计,指导现场施工。该方法有效利用了量测数据,使其更大限度地为隧道工程服务。     

围岩力学参数对小净距隧道初期支护受力影响的研究

以青岛地铁8号线胶州湾海底隧道工程为依托,研究各围岩力学参数在小净距隧道开挖过程中的重要程度。根据控制变量法选取了弹性模量,泊松比,黏聚力和内摩擦角进行数值模拟研究。运用三维有限差分模型,对泵站施工进行了模拟计算。结果表明:两侧隧道的最大主应力和周边位移随泊松比的增大而增大,随弹性模量等参数的增大而减小;隧道结构力学响应对内摩擦角的变化最敏感,对于应力方面,泊松比变化最不敏感;对于侧面竖向位移方面,黏聚力最不敏感。     

基于BP神经网络高风险隧道围岩判定模型的研究

针对铁路高风险隧道地质围岩复杂性、突变性的问题,基于BP神经网络构造了以岩体完整性系数、岩体质量指标、结构面强度系数、岩石单轴饱和抗压强度和地下水渗流量5个参数,进行高风险隧道围岩级别判定模型的研究。通过该模型对相关数据进行学习、训练以及回判和预测,实现判定围岩级别和实际围岩级别基本一致。     

地质因素对隧道围岩松动圈的影响分析——以重庆某隧道为例

为了分析地质因素对隧道围岩松动圈的影响,以重庆某深埋特长隧道为工程背景,根据该隧道埋深和围岩级别多变等特点,运用数值模拟、正交试验和现场实测相结合的方法,研究该隧道围岩松动圈产生、发展和分布的规律。结果表明： 该隧道围岩的内摩擦角和黏聚力与松动圈大小呈负相关关系,侧压系数和埋深与松动圈大小呈正相关关系,且内摩擦角和埋深是影响该隧道围岩松动圈大小的主要因素。依据研究结果,可以确定该隧道不同地质条件下的围岩松动圈分布情况,及时优化支护参数,以指导隧道安全高效地施工。     

考虑钻孔速率的公路隧道围岩类别超前分类研究

为了有效的进行公路隧道围岩稳定性超前分类,将台车钻孔速率引入到围岩稳定性评价指标体系中,通过增加动量因子和设置自适应调整学习率的方法建立了改进型BP神经网络的围岩分类模型。该模型考虑了钻孔速率这一实测性、超前性的数据,为模型注入了更为丰富的信息量,提高了围岩分类的可靠性,能较准确的预测出掌子面前未开挖段的围岩类别,弥补了施工地质超前预报中靠主观经验观察、分析的不足。通过实例分析,所得的分类结果与实际吻合,对施工的指导性强。