基于灰色上、下限理论的土质隧道变形预测分析及安全评价

在隧道变形预测中,灰色模型只能预测隧道变形的总体趋势,而不能反映预测误差带来的波动性,给隧道变形的前期预警带来困难。文章针对灰色理论在土质隧道变形预测中的这一缺陷,提出了灰色上、下限理论方法,通过对灰色模型中存在的预测误差进行处理,定出灰色预测的上、下界限,使模型具有一定的预测宽度,改变了灰色模型关于时序的点预测形式,为隧道变形预警提供了一定的前期准备时间;同时,根据变形控制线与灰色上、下限曲线以及灰色中线的相交形式,对土质隧道变形的安全等级加以划分,从而更为合理地判断土质隧道变形的安全性。     

隧道变形预测的灰色与回归模型对比分析

模型预测法是目前常用的隧道围岩变形预测的方法之一。文章结合广梧高速公路茶林顶隧道工程实例,建立GM（1,1）灰色模型、GM（2,1）灰色模型和双曲函数回归模型分别对隧道围岩变形进行预测,并对各模型的预测情况进行对比分析。结果表明,不论是从短期还是从长期看,GM（1,1）灰色模型都体现了优越的模拟和预测效果,且建立预测模型时不需要大量的统计数据,可应用于工程实际。     

非等时距灰色预测模型在连拱隧道监测中的应用

针对对门坡连拱隧道采用中导洞上下台阶法施工过程中隧道洞内变形的现场监测信息,采用非等距灰色预测模型对连拱隧道施工过程中隧道围岩的变形趋势进行了预测,并将预测结果与由指数模型和双曲线模型得到的结果进行了对比分析.分析结果和工程实践表明,其预测结果精度高,更接近于实测值,能很好地反映连拱隧道围岩的变形规律.     

利用BP神经网络模型动态预测隧道涌水量——以铜锣山隧道为例

以垫邻高速铜锣山隧道为例,在分析隧道涌水和降雨响应特征的基础上,建立了综合考虑降雨脉冲、降雨累积效应和地下水系统整合作用的隧道涌水量预测的BP神经网络模型。计算结果表明,该模型对训练样本的拟合程度较好(平均绝对百分比误差为13.27%)且具有较高的预测精度(平均绝对百分比误差为15.05%)。该模型的建立和成功应用对丰富隧道涌水量的预测方法和动态指导隧道防排水管理具有重要意义。     

紧邻大型深基坑的地铁隧道沉降预测方法研究

针对紧邻大型深基坑的地铁隧道因其变形影响因素复杂、变形控制严格而难以准确预测其沉降变形的问题,文章引入对小样本、复杂、非线性数据具有优越预测性能的支持向量机理论,并利用蚁群优化算法搜索支持向量机最优参数组合,建立了优化的支持向量机预测模型。应用该模型对南京市地铁1号线某段隧道的预测结果表明,该模型预测精度高,能够准确反映隧道变形趋势,可以满足紧邻大型深基坑地铁隧道沉降预测的要求。     

基于灰色Verhulst模型的噬道拱顶沉降预测

文章通过对隧道拱项沉降机理的分析，提出用灰色Verhulst模型对隧道拱顶沉降进行预测，并结合重庆市轨道交通I号线7标大坪车站工程隧道拱顶沉降预测实践，验证了灰色Verhulst预测模型具有简单、经济、预测精度高的特点，可以合理的预测隧道拱顶沉降。     

基于多变量GP-DE模型的隧道变形时间序列预测研究

准确预测和控制隧道变形是确保隧道工程施工安全的重点.针对目前隧道围岩变形时间序列预测的不足,文章提出了一种基于多变量高斯过程(GP)-差异进化算法(DE)的隧道变形时间序列预测方法.根据隧道自动化监测结果进行多变量相空间重构,并通过主成分分析法降低输入维数.在此基础上采用GP-DE模型进行隧道变形预测研究.以吉林省高丽...     

等里程间隔GM(1,1)模型在关角隧道6号斜井涌水量预测中的应用

在原始灰色GM(1,1)模型的基础上,通过运用等间距里程序列的分析方法建立模型,并对关角隧道6号斜井的涌水量进行了模拟预测。经检验,预测结果精度较高,对隧道工程涌水量的短期预测具有较大的实用价值。     

基于灰色-马尔可夫链的隧道围岩变形预测研究

隧道工程施工中,围岩变形是一种常见的工程问题,当变形量达到一定数值时,会影响工程质量,给施工人员带来安全隐患,延误工期.因此,隧道围岩变形预测是保证施工安全,以及工程质量的重要措施.隧道围岩的变形在受到地质构造、地层岩性、应力场、地下水、开挖方式等多种因素的综合影响下,具有时间序列的单调增长性和随机性的特点,针对该特征,将灰色模型预测方法和马尔可夫链概率转移方法结合起来,建立灰色-马尔可夫链模型对围岩的变形进行预测.该预测方法是利用GM(1,1)模型的预测数列增长的特点,来预测围岩变形的宏观发展趋势,在此基础上应用马尔可夫链确定位移时序的状态转移概率矩阵,通过对状态的划分、实测值与灰色拟合值的绝对误差及相对误差等指标的分析,对围岩变形的发展趋势进行更为精确的预测.通过两水隧道算例,隧道围岩变形的计算结果与实测值吻合较好,表明所建立的灰色-马尔可夫链模型是正确的,在隧道围岩变形预测中具有广泛推广应用价值.     

基于灰色理论的隧道围岩收敛预测

文章根据隧道围岩收敛监测信息,应用灰色系统原理和方法,建立了GM(1,1)模型并进行了预测。预测结果表明,灰色模型预测值与实测值吻合程度较好,能为隧道的动态设计和信息化施工提供决策依据。     

基于岩体指标和掘进参数的TBM净掘进速率预测模型

净掘进速率是TBM施工速度的主要评价指标,与围岩物理力学性质、TBM掘进参数之间存在一定相关性。文章以兰州水源地建设工程输水隧洞双护盾TBM施工为背景,基于现场实测数据,选择岩石单轴抗压强度、抗拉强度、变形模量、泊松比、岩石耐磨性CAI值等岩体指标,以及刀盘推力和刀盘转速等掘进参数,进行TBM净掘进速率与有关影响参数之间的单因素相关性分析,得到相应拟合公式;基于TBM净掘进速率与岩体指标、掘进参数之间的相关性,利用多元非线性回归方法建立了TBM净掘进速率预测模型。通过将兰州水源地建设工程输水隧洞实测TBM净掘进速率和预测结果进行对比,验证了TBM净掘进速率预测模型的合理性。研究结果表明:(1)在复杂的多种地质条件下,TBM净掘进速率与岩石单轴抗压强度、抗拉强度、变形模量、岩石耐磨性CAI值、刀盘推力以及刀盘转速呈负相关关系,与泊松比呈正相关关系;(2)干湿状态对岩石耐磨性CAI值有一定影响,饱和状态下岩石耐磨性CAI值与TBM净掘进速率之间的相关性更显著;(3)建立的多元非线性回归预测模型,预测精度较高,可为相似地质条件下TBM净掘进速率估算提供参考。     

断层对小净距隧道稳定性的影响分析

文章针对福州魁岐2号特大断面小净距隧道工程特点,以Ⅴ级围岩为研究对象,利用离散单元法对节理岩体中断层存在时初始围岩应力分布特征以及断层与隧道不同相对位置情况下围岩变形特征进行了定性分析。结果表明,当节理岩体中有断层存在时,初始围岩应力不再呈水平层状分布,而是出现一定程度的应力集中现象;围岩变形在断层附近区域显著增大,而距断层较远处基本不受影响;对于小净距隧道,当中间岩柱中存在断层时更不利于隧道和中间岩柱的整体稳定。     

铁路隧道下穿既有公路地层变形特性研究

文章结合张唐铁路工程燕山隧道下穿公路出口段,采用三维有限差分程序,研究分析了其施工过程中的地层变形特性、力学响应、能量积聚及塑性区分布特征.研究结果表明:公路最大沉降量小于规范要求,围岩竖向最大变形为20 mm,水平变形为16 mm;掌子面前方挤出变形明显,最大值为38 mm;边墙能量密度集中现象较显著,位于距洞壁5 m深部围岩处;掌子面前方6 m左右围岩处出现能量积聚,为掌子面稳定关键部位:塑性区主要集中在掌子面前方、拱肩、边墙及墙脚.为此,建议对掌子面进行预加固,保证墙脚和拱肩部位配筋,提高结构整体稳定性.     

路基沉降变形预测方法及应用实例分析

对路基沉降变形的计算和预测方法中的双曲线预测模型及原理进行介绍,结合浙江某高速公路路基沉降变形预测的实例进行分析,实测数据与相对应的预测曲线吻合度较好,客观地反映了路基沉降的动态发展情况。     

顶部溶洞对隧道围岩稳定性影响的数值分析

文章以纳黔高速公路叙岭关隧道工程为依托,运用迈达斯GTS分析软件,建立了隧道结构及围岩的计算模型,分析了不同位置、大小的顶部溶洞在隧道开挖过程中对围岩位移、应力、塑性区以及支护结构受力的影响。     

有关岩爆问题的几点探讨

岩爆的发生会对隧道施工的安全构成很大威胁。介绍了岩爆形成的机理,通过研究分析,证实了采用距离判别分析模型对岩爆发生与否及其烈度进行预测预报是可行并有效的。结合工程实例,概述了施工企业预测和防治岩爆的方法和措施。     

不良地质公路隧道施工围岩稳定性数值模拟分析

文章结合始祖山公路隧道工程,采用数值模拟方法对该隧道施工全过程进行分析,并结合现场监测数据对模拟结果进行比较。结果表明：数值模拟结果与现场监测数据相近,具有较高的可靠性,通过数值模拟可以有效的反映隧道开挖施工过程中围岩的变形情况以及可能出现的危险情况,对隧道的施工有一定的指导意义。     

基于层次分析的可拓学理论围岩大变形预测方法及应用

围岩大变形是地下工程建设中地质灾害的一种,为探讨准确而快速地预测围岩大变形,文章将层次分析法和可拓学理论方法与围岩大变形预测相结合,建立了基于层次分析的可拓学理论围岩大变形预测方法。该方法是在物元理论、可拓集合论和关联函数运算的基础上,通过选取能够反映和体现围岩大变形的几项重要参数指标(本文选取岩石单轴抗压强度、主应力值、强度应力比、弹性模量四项指标),建立围岩大变形预测的物元模型,结合层次分析法来确定各因素的权重值,通过实际围岩大变形等级的关联度计算,最终确定围岩大变形等级;并与模糊层次分析法取得的围岩大变形结果进行对比分析。该方法能够运用一定的基础数据对围岩大变形作出预判,对工程建设可起到一定的指导作用。     

Controlling Structural Deformation of Surrounding Rock Passed by a Deep-Buried Tunnel北大核心CSCD

Layered rock masses with rapid and serious initial deformation and anisotropy regarding the spatial dis-tribution of the failure are encountered during the construction of many large and deeply buried tunnels on the Lan-zhou-Chongqing railway. It is difficult to deal with the resulting problems with conventional control measures, and additional support measures are frequently needed, which significantly affects construction. Focusing on this special large non-linear deformation, the failure mechanism of the large structural deformation of layered rock masses is thor-oughly analyzed by geological site surveys, laboratory tests, site tests and 3DEC discrete element numerical simula-tion. The research results show that high geostress induces rapid and strong squeezing deformation after excavation in low-strength rock masses, and anisotropy of the layered rock mass controls the stress redistribution after excava-tion and the asymmetrical distribution of tunnel section deformation. Based on the asymmetric deformation mecha-nism of the rock mass, a directional support measure for the disturbance anisotropy of the layered rock mass is pro-posed as a rock mass control to reinforce it in an active way. © 2018, Editorial Office of "Modern Tunnelling Technology". All right reserved.     

某大断面双线隧道围岩量测分析研究

围岩量测的目的旨在收集可反映施工过程中围岩动态的信息,据此判定隧道围岩的稳定状态,以及所定支护结构参数和施工的合理性。文章通过对某特长大断面双线隧道的拱顶下沉、水平收敛等监测数据的收集整理,并利用图表进行分析研究。结果表明:隧道开挖后围岩的变形具有时间相关性和空间相关性。基本变形规律为急剧变形—缓慢增长—基本稳定三个阶段,并且具有变形较均匀、收敛速度快、变形小、拱顶下沉较水平收敛变形大的特征,这是地质条件、施工技术、周围环境综合作用的结果。监控量测结果表明,隧道围岩自稳能力和支护结构较强。围岩变形分析动态反馈于施工中,取得了令人满意的结果。