瀑布溝水電站放空洞圍巖的穩(wěn)定性監(jiān)測與位移反分析研究.pdf

1、本文以瀑布溝水電站放空洞為研究對象。通過對水工隧洞安全監(jiān)測設(shè)計的討論，簡單介紹了瀑布溝水電站放空洞施工期監(jiān)測布置；通過對放空洞施工期圍巖的穩(wěn)定性監(jiān)測，結(jié)合地質(zhì)條件，分析圍巖的變形過程、特征以及影響圍巖穩(wěn)定性的各種因素；通過對人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論和位移反分析理論的研究，結(jié)合正交試驗(yàn)設(shè)計和FLAC數(shù)值計算程序，利用BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)放空洞的初始地應(yīng)力參數(shù)、圍巖彈性模量以及泊松比的位移反分析過程，并對反分析結(jié)果的可靠性以及影響因素進(jìn)行討論；最后利

2、用反分析結(jié)果模擬開挖過程。 （1）討論了水工隧洞監(jiān)測項(xiàng)目的選擇、儀器選型、不同階段的安全監(jiān)測設(shè)計以及瀑布溝水電站放空洞施工期監(jiān)測布置。 （2）通過對施工期圍巖的穩(wěn)定性監(jiān)測，結(jié)合地質(zhì)資料和施工過程分析圍巖變形的時間效應(yīng)、空間效應(yīng)以及孔深、開挖進(jìn)尺與圍巖變形的關(guān)系，分析支護(hù)錨桿的應(yīng)力變化過程。圍巖變形主要集中在底部斷面的開挖過程中，支護(hù)應(yīng)力的變化也主要集中在這一過程；另外上半洞施工過程中3-3 斷面附件發(fā)生的拱頂塌方主要是由

3、于支護(hù)滯后、爆破不規(guī)范所致。 （3）基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的位移反分析方法，其實(shí)質(zhì)上仍然是一種直接位移反分析法?；谌斯ど窠?jīng)網(wǎng)絡(luò)的位移反分析的總體思路是：采用FLAC 建立隧洞開挖的數(shù)值分析模型，進(jìn)行理論計算，得出不同部位的若干組位移。將這些位移數(shù)據(jù)作為訓(xùn)練樣本導(dǎo)入到編寫好的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)程序中進(jìn)行學(xué)習(xí)，然后將實(shí)測數(shù)據(jù)導(dǎo)入訓(xùn)練好的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行反分析，得到待求參數(shù)。 （4）用正交試驗(yàn)確定放空洞反分析參數(shù)的樣本組合，利用FLA

4、C 計算不同樣本組合下的圍巖變形值，將計算位移值作為輸入樣本，反分析參數(shù)的不同組合作為輸出樣本帶入到BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練，再將實(shí)測位移值帶入訓(xùn)練好的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中，得到放空洞的初始地應(yīng)力參數(shù)、圍巖彈性模量以及泊松比，初始地應(yīng)力以水平應(yīng)力為主，為22.105MPa，等效彈性模量為7.38GPa，等效泊松比為0.2663。 （5）利用反分析結(jié)果模擬施工過程，分析底部斷面不同開挖方案下的圍巖變形、塑性區(qū)的分布以及還原整個施工期圍巖變形過