【摘要】：隧道擠壓大變形是在軟巖隧道施工過程中,在深部高地應(yīng)力區(qū)經(jīng)常出現(xiàn)的嚴重地質(zhì)災(zāi)害之一,會造成TBM盾構(gòu)卡機、預(yù)算超支、施工延誤等諸多危害,甚至可能導(dǎo)致隧道失穩(wěn)和人員傷亡。因此,在隧道的設(shè)計和施工過程中,隧道擠壓大變形的準確預(yù)測和采取經(jīng)濟有效的支護對策是非常重要的。本文針對軟巖隧道擠壓大變形預(yù)測問題,建立了一種基于隧道直徑(D),埋深(H),支護剛度(K)和巖石隧道質(zhì)量指數(shù)(Q)四個輸入?yún)?shù)的多分類支持向量機(SVM)模型。首先,通過廣泛的文獻調(diào)研收集了一個包含117個隧道案例的數(shù)據(jù)庫,其中包括來自印度,尼泊爾和不丹等多個不同國家的數(shù)據(jù),用以訓(xùn)練所建立的多分類SVM模型;其次,為了提高模型預(yù)測的準確率,對比分析了網(wǎng)格搜索算法、遺傳算法和粒子群優(yōu)化算法等目前常用的SVM模型參數(shù)優(yōu)化算法,并將效果最好的網(wǎng)格搜索算法應(yīng)用于SVM,訓(xùn)練并建立了基于多分類SVM的隧道擠壓大變形預(yù)測模型;然后,通過8折交叉驗證和留一法交叉驗證法評估了SVM模型的預(yù)測性能,兩種驗證方法得到的平均準確率分別為88.13%和90.60%,與國內(nèi)外經(jīng)典經(jīng)驗法公式和其他二分類SVM模型相比,本文所提出的多分類SVM模型不僅提高了預(yù)測精度而且可以根據(jù)預(yù)測的擠壓大變形類別來估計擠壓問題的嚴重性;另外,利用本文提出的模型還可以預(yù)測擠壓大變形發(fā)生的概率,這對基于可靠性的隧道工程設(shè)計具有重要意義;最終,利用MATLAB編程開發(fā)了隧道擠壓大變形預(yù)測系統(tǒng)的界面化程序,包括單組隧道變形預(yù)測系統(tǒng)和多組隧道變形預(yù)測系統(tǒng)兩個部分,可以方便地實現(xiàn)隧道擠壓大變形的預(yù)測和分類,預(yù)測隧道發(fā)生擠壓大變形的概率,并能形象的展示分類結(jié)果。另外,本文對十里碑軟巖隧道擠壓大變形案例進行了研究,針對軟巖隧道擠壓大變形的支護優(yōu)化問題,介紹了軟巖隧道發(fā)生擠壓大變形的破壞特點和力學(xué)機制,分析了軟巖隧道常用支護對策的加固機理,并通過FLAC3D軟件,重點模擬了鋼拱架和錨桿兩種支護手段在軟巖隧道中的作用,得到了采用不同鋼拱架和錨桿設(shè)置參數(shù)對隧道大變形的影響,最終得到了本工程案例的最優(yōu)鋼拱架型號、間距以及錨桿最優(yōu)長度,對以后類似工程提供了較好的實用價值和參考意義。
【圖文】：

軟巖隧道擠壓大變形的 SVM 預(yù)測及其支護對策研究擇相應(yīng)支護措施，對比支護前后的變形狀況，重點對不度的錨桿進行了數(shù)值模擬，確定了最優(yōu)支護措施。文進行總結(jié)與展望。

e-against-one SVMs，簡稱 1-v-1 SVMs）。在“一對一。此法通過不斷投票進行分類，得票數(shù)多的為預(yù)測類相同，則選擇樣本類別標簽較小的那一類作為樣本的1 三分類 SVM 的結(jié)構(gòu)示意圖。 SVM 的優(yōu)點為：每個 SVM 只對其中的兩類樣本進要訓(xùn)練大量的二分類 SVM，但與一對多法相比較，，同時每一個二分類 SVM 的訓(xùn)練樣本都是平衡的，比較，，一對一的整體分類精度相對較高。這種分類算當樣本的類別數(shù) k 較大時，由于增大了二分類 SVM 增大了計算的復(fù)雜程度，降低了分類的效率，因此一對較多的情況。
【學(xué)位授予單位】：濟南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：U455.4

【參考文獻】

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1 孔英會;景美麗;;基于混淆矩陣和集成學(xué)習(xí)的分類方法研究[J];計算機工程與科學(xué);2012年06期

2 薛寧靜;;多類支持向量機分類器對比研究[J];計算機工程與設(shè)計;2011年05期

3 鄒

本文編號：2593672