【摘要】：隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,我國不斷加大對交通基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)投資,隧道工程已成為交通運(yùn)輸體系的重要組成部分,同時也給工程建設(shè)帶來了機(jī)遇與挑戰(zhàn)。如今,隧道信息化動態(tài)設(shè)計與施工技術(shù)受到廣泛推崇,由于隧道地下環(huán)境的復(fù)雜性,如何準(zhǔn)確獲取圍巖的力學(xué)參數(shù),對隧道設(shè)計、施工及巖石力學(xué)數(shù)值計算理論的研究具有至關(guān)重要的意義。為解決這一問題,本文以在建的順邵高速公路小仟隧道為工程依托,以監(jiān)控量測數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),將正交試驗和數(shù)值模擬相結(jié)合,建立了基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的位移智能反分析模型,并把反分析得到的圍巖力學(xué)參數(shù)應(yīng)用于隧道的施工動態(tài)模擬及開挖方法優(yōu)化分析,實現(xiàn)了信息的動態(tài)反饋及對隧道設(shè)計,施工和監(jiān)測的指導(dǎo)。主要研究內(nèi)容和成果如下:(1)鑒于監(jiān)控量測在新奧法施工過程中的重要性,針對小仟隧道地質(zhì)條件、實際工程情況,制定隧道施工期間的監(jiān)控量測方案,對現(xiàn)場位移監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析處理,預(yù)測圍巖的變形趨勢,確定位移最終值及趨于穩(wěn)定的時間,為二次襯砌提供了合理的施作時機(jī),并建立了隧道圍巖變形施工管理控制基準(zhǔn)。(2)通過巖土工程有限元軟件MIDAS GTS NX建立了隧道數(shù)值模型,在明確待反參數(shù)選取重要性與原則基礎(chǔ)上,基于正交試驗設(shè)計和分析方法原理,采用正交數(shù)值試驗分析法研究了不同力學(xué)參數(shù)對圍巖變形影響的敏感性程度,綜合考慮各方面因素,確定了本文所研究的待反圍巖力學(xué)參數(shù)。(3)對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn),建立了 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)位移智能反分析模型,利用正交試驗和均勻試驗構(gòu)造了網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練與測試樣本,使用后驗差檢驗法對網(wǎng)絡(luò)的預(yù)測能力進(jìn)行檢驗,結(jié)合現(xiàn)場實際監(jiān)測數(shù)據(jù),運(yùn)用MATLAB平臺神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具箱反算得到了圍巖力學(xué)參數(shù),將參數(shù)代入模型中模擬計算,并與實測位移值比較,進(jìn)一步驗證了該反分析方法的正確性與可行性。(4)將得到的圍巖力學(xué)參數(shù)應(yīng)用于隧道施工動態(tài)模擬分析,重點(diǎn)研究了隧道開挖后的圍巖變形規(guī)律,并分析對比了不同開挖方法對圍巖穩(wěn)定性的影響,為隧道工程的設(shè)計、施工及監(jiān)控量測提供了指導(dǎo)和依據(jù)。
【圖文】：

但也存在自身的缺點(diǎn)和局限性，在實際應(yīng)用中很難得到廣泛推廣。逡逑通過上文的介紹可以對各種位移反分析方法的適用范圍及優(yōu)缺點(diǎn)有一個大致逡逑了解，總結(jié)這些研究角度，可以將這些方法簡單歸納，如圖１－１所示：逡逑Ｐ位移反分析逡逑廠根據(jù)基礎(chǔ)信息—應(yīng)力反分析邐廠智能反分析逡逑－混合反分析邋Ｐ是否智能方法－逡逑佭法邐Ｌ非智能反分析逡逑根據(jù)計算方法－邐ｐ逆解法逡逑匕數(shù)值法邐－分析過程－直接法逡逑｜邐「參數(shù)反分析邐圖譜法逡逑根據(jù)分析目標(biāo)一邐Ｉ＊－確定性反分析逡逑Ｌ模型反■邋Ｌ額考洰確定性－逡逑性模型邐１？非確定ｔ生反分析逡逑粘性模型逡逑ｕ根據(jù)本構(gòu)關(guān)系－逡逑彈塑性模型逡逑粘彈塑性模型逡逑圖１－１反分析方法分類圖逡逑Ｆｉｇ．ｌ－邋１邋Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ｂａｃｋ邋ａｎａｌｙｓｉｓ邋ｍｅｔｈｏｄｓ逡逑１．２．３位移反分析法存在的問題逡逑目前，國內(nèi)位移反分析法的研宄大體沿著兩個方向展開，一是主要對于反分逡逑析基本信息理論的研究深化及非線性反演計算精度的提高，再者就是著重研究計逡逑算模型的簡化，解決應(yīng)用實際工程領(lǐng)域的推廣普及問題。本文屬于后者的工程服逡逑務(wù)普及型應(yīng)用研究。逡逑隧道位移反分析法應(yīng)用研究中，目前還存在以下問題：逡逑（１）對施工過程模擬的問題逡逑眾所周知，高度的復(fù)雜性和不確定性是巖土工程問題的主要特點(diǎn)，對外界環(huán)逡逑７逡逑

圖１－２技術(shù)路線圖逡逑Ｆｉｇ．邋１－邋２邋Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ邋ａｐｐｒｏａｃｈ逡逑
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：U455

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2659678