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BP神经网络的隧道围岩参数反演分析

以张家口市东太平山隧道工程项目为背景,基于MIDAS软件建立有限元模型,利用退火算法优化GA-BP神经网络,设计正交试验并构建GASA-BP神经网络,通过隧道拱顶沉降、水平收敛和仰拱隆起3个参数的模拟值对围岩的弹性模量、黏聚力、内摩擦角进行反演分析。结果表明：使用GASA-BP神经网络反演所得到隧道拱顶沉降、水平收敛和仰拱隆起的模拟值,与实测值的最大相差分别为6.60 %、19.80 %、2.16 %;与BP神经网络相比,GASA-BP神经网络整体反演精度更高,反演所得围岩参数精度处于合理区间,在此参数下建立的有限元模型可以对工程实际进行较好地模拟。     

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。     

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...     

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。     

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.     

软岩力学参数对隧道力学特征响应的敏感性分析

围岩物理力学参数是隧道稳定的关键影响因素,为了解武当群片岩力学参数对隧道施工力学的作用效果,采用现场实测与数值计算相结合的方式,进行各力学参数(包括弹性模量E、泊松比μ、粘聚力c、内摩擦角ψ)对围岩初期衬砌力学特征的敏感性分析.结果表明:隧道洞周位移受E影响最大,其次为μ,且二者敏感度远大于c、ψ的敏感度;洞周偏应力对c、ψ的增减尤为敏感;参数对衬砌内力的敏感度从大到小依次是:E＞μ＞c＞ψ.该研究结果可为软岩隧道结构设计、施工监测、灾害处理等提供参考.     

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...     

软弱围岩双连拱隧道施工力学行为研究

建立了隧道穿越V级I型围岩地段的二维弹塑性有限元模型,进行施工力学的平面数值模拟,结合信息化施工监控信息及对大量的实测数据分析整理,探讨了上下台阶开挖方式对隧道中墙应力和衬砌的内力值影响。结果表明,现场各种量测数据可有效地指导施工,左右洞的施工顺序和上下台阶开挖方式均造成了中墙明显偏压,衬砌支护体系的锚杆最大拉力出现在隧道拱顶,软弱围岩应力场和位移场处于不间断的调整过程,研究成果为类似重要工程具有借鉴和指导意义。     

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.     

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...     

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。     

隧道支护加固参数对上部输气管线影响分析

基于有限元软件MIDAS GTS NX和正交试验设计方法,建立新奥法隧道施工下穿输气管线模型,分析时以管线的变形和应力为指标,利用极差和方差分析探讨管隧正交情况下不同支护加固参数(加固范围、加固厚度、喷混厚度、喷混强度等级、二衬强度等级、初支距掌子面距离)对上部管线变形的影响.结果表明:隧道加固范围和初期支护距掌子面距离对管线变形和应力的影响极为显著,加固范围从90°增加至360°,管线位移和最小主应力的减小幅度均超过69％;初期支护距掌子面的距离从1 m增加至4 m,管线竖向位移和最小主应力急剧增大,增幅均超过1倍;加固厚度、喷射混凝土强度等级对管线变形和应力的影响高度显著,喷射混凝土厚度影响显著,二次衬砌强度等级影响不显著.     

考虑施工步影响的层状围岩隧道力学响应特性研究

为快速、安全地进行层状软弱围岩隧道施工,文中依托彭水县H隧道建立三维有限元计算模型,依次研究施工步与围岩等级、地应力强度、侧压力系数、层间摩阻因素耦合影响下层状围岩隧道支护结构力学响应特性,并分别验证加强型、双层初期支护结构的改良效果。结果表明,与层理呈90°方向拱圈位置处最易产生挤压破坏。S1-1～S1-6施工步下测点应力及位移曲线震荡幅度均较大,且在S2-1施工步时达到峰值水平。加强型、双层初期支护措施下支护结构应力最大降幅分别为16.58%、33.68%,数值计算与现场监测结果吻合度较好。     

围岩空洞对公路隧道渗流力学特征的影响分析

以雅安至西昌高速公路土山岗2号隧道工程为依托,基于流-固耦合作用机理,运用有限差分软件FLAC3D进行数值模拟分析,探究了二次衬砌背后不同位置出现空洞情况对二次衬砌应力场、二次衬砌背后孔隙水压力以及围岩渗流场的影响规律。研究结果表明:隧道衬砌背后存在空洞时,渗流场不均匀分布,围岩孔隙水压力较无空洞状态明显减小,折减幅度与空洞位置无关。空洞处的二次衬砌主应力增大,当空洞位于隧道拱顶、拱脚位置,增加幅度最大。其衬砌结构的最大主应力位置从仰拱内侧转移到了空洞位置处。衬砌结构的最小主应力均出现在隧道拱脚内侧,未受空洞位置影响。     

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。