巖質(zhì)隧道信息化施工及圍巖力學(xué)參數(shù)反分析研究.pdf

1、傳統(tǒng)的巖石力學(xué)分析方法，不論是理論分析還是數(shù)值分方法，都是一種正向思維或確定性思維。然而對(duì)巖土工程問(wèn)題應(yīng)用正面的純理論和數(shù)值預(yù)測(cè)及計(jì)算，往往是很難奏效的。必須詳細(xì)地了解實(shí)際的條件和過(guò)程，積累經(jīng)驗(yàn)，對(duì)理論和參數(shù)進(jìn)行合理修正;在工程中不斷監(jiān)測(cè)并積累數(shù)據(jù)，在其基礎(chǔ)上合理優(yōu)化參數(shù)，再計(jì)算和預(yù)測(cè)以后的變化，從而達(dá)到更高的精度。因此實(shí)際工程中需要“理論導(dǎo)向，經(jīng)驗(yàn)判斷，精心觀測(cè)，合理反算”。本文以綠春壩鐵路隧道為工程應(yīng)用背景，利用現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為基本信

2、息，結(jié)合三維數(shù)值分析及遺傳神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)智能反分析系統(tǒng)，對(duì)圍巖力學(xué)參數(shù)進(jìn)行了反分析。
　　根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)典型監(jiān)測(cè)斷面數(shù)據(jù)的回歸分析與曲線擬合，分析圍巖變形（拱項(xiàng)下沉及水平收斂）隨時(shí)間以及空問(wèn)變化的特點(diǎn)，預(yù)測(cè)圍巖變形趨勢(shì)并為二次襯砌提供最佳時(shí)機(jī)。
　　采用正交設(shè)計(jì)法及均勻設(shè)計(jì)法對(duì)待反演的圍巖力學(xué)參數(shù)（彈性模量E、泊松比μ、內(nèi)聚力c及內(nèi)摩擦角φ）在初始域范圍內(nèi)進(jìn)行設(shè)計(jì)，將多組參數(shù)樣本代入到已建立好的三維數(shù)值隧道開(kāi)挖模型中，結(jié)合三臺(tái)階七步開(kāi)挖

3、法施工工藝進(jìn)行圍巖彈塑性分析，求出關(guān)鍵點(diǎn)位移組成BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練樣本及測(cè)試樣本。
　　針對(duì)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)易陷入局部極小值和訓(xùn)練時(shí)間過(guò)長(zhǎng)等缺點(diǎn)，利用遺傳算法全局尋優(yōu)能力優(yōu)化BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的權(quán)值和閾值。將數(shù)值計(jì)算結(jié)果作為訓(xùn)練樣本及測(cè)試樣本構(gòu)建GA-BP智能反分析系統(tǒng)。
　　本文在綜合研究上述內(nèi)容的基礎(chǔ)上，將GA-BP智能反分析系統(tǒng)應(yīng)用于隧道開(kāi)挖工程中，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)信息反演圍巖力學(xué)參數(shù)，將優(yōu)化參數(shù)代入到有限元程序中進(jìn)行計(jì)算分析，評(píng)估