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。     

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。     

隧洞围岩力学参数反演

利用粒子群优化算法的全局寻优能力帮助确定神经网络的隐层神经元的数量,基于某隧洞的实测位移数据,对该隧洞的硬土弹塑性力学参数进行了反演。     

隧洞围岩力学参数反演

利用粒子群优化算法的全局寻优能力帮助确定神经网络的隐层神经元的数量,基于某隧洞的实测位移数据,对该隧洞的硬土弹塑性力学参数进行了反演。     

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。     

软弱围岩隧道施工过程围岩参数反演及仿真分析

本文结合软弱围岩隧道施工实际,利用数值分析软件FLAC3D和数学分析软件MATLAB进行围岩参数反演计算,确定出隧道围岩力学参数;基于反演计算得到的围岩参数建立数值仿真模型,可预测隧道围岩的变形和受力。     

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.     

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.     

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。     

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。     

基于GA-BP神经网络水下隧道涌水量预测及应用

根据有关水下隧道渗流涌水影响因素的研究成果及预测涌水量时选择影响因素的准则,确定了用于预测水下隧道涌水量的6个影响因子。分析了遗传算法与BP神经网络结合的可行性,并利用遗传算法优化BP神经网络的权值和阈值,从而建立了多影响因子的 GA-BP神经网络预测模型,其收敛性能好、简单可行。通过比较GA-BP神经网络和经典BP神经网络模型的预测结果,验证了前者改良了后者的局限性并提高了预测精度。     

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。     

隧道开挖对围岩力学参数影响的数值模拟分析

以广佛肇高速公路黎壁山隧道为工程实例,建立三维数值分析模型,对隧道的开挖过程分别进行常规数值模拟和动态损伤数值模拟,从应力、位移、塑性破坏区分布特点以及损伤特性等方面进行对比分析。结合监测数据,对比拱顶沉降和周边收敛的监测值与数值模拟值,进一步验证了动态损伤数值模拟的可行性。     

山岭公路隧道围岩力学参数估计

隧道围岩力学是可根据推广后的Hoek—Brown准则进行估计,但确定地质强度指标GSI值时对岩体结构的划分缺乏定量的描述,为了使隧道围岩结构的描述定量化,将Bieniawski的RMR岩体分级评分系统引进,对GSI取值进行定量化修正,并通过算例说明方法的应用,这为隧道围岩力学参数的估计提供了新的简便、经济、实用的方法。     

隧道围岩力学特性试验研究

撮箕坡Ⅰ号隧道是龙永高速公路上一条关键控制隧道,围岩岩性以凝灰岩、玄武岩为主,性状复杂。为了了解撮箕坡Ⅰ号隧道互层段围岩的变形特征,在对隧道凝灰岩、玄武岩、含层面的凝灰岩与玄武岩采样的基础上,开展了巴西劈裂实验、单轴压缩试验、直剪试验,获得了相应的岩石力学参数及相关岩石的应力-应变关系曲线,从而为深入研究凝灰岩与玄武岩互层隧道围岩的力学特性提供了技术支持。     

基于数值模拟的隧道超挖围岩力学响应分析

以曼木树隧道为工程背景,采用数值模拟及现场监测的方法,对围岩等级为Ⅳ级,在不同埋深、不同超挖深度工况下,隧道超挖围岩的力学响应进行了分析.分析结果表明:在同样超挖,不同埋深的工况下,洞壁围岩应力随着埋深的增大基本呈线性增长,洞壁围岩的组合变形量在左拱腰、拱顶、右拱腰等区域均大于左拱脚、右拱脚区域;在同样埋深,不同超挖的...     

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。     

通渝隧道围岩变形的神经网络预测

隧道新奥法施工中，常以围岩变形量作为评判围岩稳定性和支护结构经济合理性的重要指标。公路隧道围岩变形量是随时间而变化的数据序列，因而可以建立一些实时跟踪预测模型和方法。根据通渝隧道围岩拱顶下沉位移变形的特性，采用神经网络技术来预测其变形量，结果表明该方法简易、有效。     

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。