隨著地下空間工程的開發(fā)不斷地向深部發(fā)展,深埋條件下軟巖流變大變形和圍巖穩(wěn)定成為了亟待攻克的技術(shù)難點(diǎn),所以對深埋軟巖條件下隧道圍巖穩(wěn)定極限位移的研究有著極其重要的實(shí)際意義。本文參照《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTGD70-2004)確定圍巖相關(guān)試驗(yàn)參數(shù)和隧道形式,并對圍巖物理力學(xué)參數(shù)和隧道支護(hù)參數(shù)等進(jìn)行均勻試驗(yàn)設(shè)計(jì)。選取了能夠清楚且全面地反映軟巖流變中的彈-黏彈-黏塑性的CVISC蠕變模型作為本次FLAC3D對深埋軟巖隧道開挖數(shù)值模擬的本構(gòu)模型,并分析了深埋軟巖隧道在開挖完成后的圍巖位移、應(yīng)力情況。利用FLAC3D軟件模擬深埋軟巖隧道開挖過程,依據(jù)每個(gè)開挖步中測點(diǎn)斷面的塑性區(qū)體積增量情況建立尖點(diǎn)突變模型,求解得到突變特征值Δ,然后通過開挖步突變特征值Δ的變化情況得到深埋軟巖隧道圍巖穩(wěn)定的極限位移,將均勻試驗(yàn)設(shè)計(jì)數(shù)值參數(shù)和極限位移值構(gòu)造出訓(xùn)練樣本,以極限位移值作為因變量,以圍巖物理力學(xué)參數(shù)及隧道支護(hù)參數(shù)等作為自變量,通過多元線性回歸模型,構(gòu)造深埋軟巖隧道圍巖穩(wěn)定極限拱頂下沉位移以及極限水平收斂位移的計(jì)算方程;同樣利用數(shù)據(jù)樣本,引入進(jìn)化支持向量回歸(support vector regression,簡稱SVR),構(gòu)造圍巖穩(wěn)定極限拱頂下沉位移以及極限水平收斂位移的計(jì)算方程,并對方程預(yù)測值和模擬計(jì)算值進(jìn)行誤差分析,保證其對深埋軟巖隧道的適用性。論文取得了如下創(chuàng)新性成果:(1)提出了塑性區(qū)體積突變理論,結(jié)合深部軟巖隧道施工黏彈塑三維數(shù)值模擬,提出深部軟巖隧道施工圍巖穩(wěn)定極限位移的確定方法;(2)運(yùn)用進(jìn)化支持向量回歸算法,通過樣本訓(xùn)練構(gòu)造圍巖穩(wěn)定極限位移與巖體物理力學(xué)參數(shù)、工程地質(zhì)條件之間的SVR智能模型,并根據(jù)SVR理論,提出了深部軟巖隧道施工圍巖穩(wěn)定極限位移的計(jì)算方程。
【學(xué)位單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：U452.12
【部分圖文】：

性體現(xiàn)在：蠕變、松弛、彈性后效、流動和在常應(yīng)力作用下，變形隨著時(shí)間緩慢增加；逡逑性在恒定應(yīng)變水平下，應(yīng)力變化和時(shí)間呈反效巖石加載、卸載時(shí)，彈性應(yīng)變無法立即產(chǎn)生巖石的應(yīng)變速率和時(shí)間呈反比；逡逑巖石在施加長期靜力下抵御破壞的強(qiáng)度值。逡逑機(jī)理的分析探討，有利于深埋軟巖隧道圍巖以分為２部分：一部分是巖石加載后導(dǎo)致的而增加的蠕變變形。逡逑形可以分為２類過程［４４］：逡逑變過程：當(dāng)施加的荷載小于巖石的強(qiáng)度時(shí)，巖近于０，同時(shí)巖石蠕變也接近一個(gè)所施加承載力蠕變過程：當(dāng)施加的荷載不小于巖石長期強(qiáng)度速率不會衰減至一個(gè)穩(wěn)定值，非衰減性蠕變，如圖２－１所示。逡逑Ｓ邋＾逡逑

深埋軟巖隧道變形特性與機(jī)理探討蠕變階段（ＣＤ段）：這個(gè)過程是加速蠕變階段，以Ｃ點(diǎn)，蠕變速率慢慢增加，使巖石產(chǎn)生破壞現(xiàn)象，因此這個(gè)。逡逑軟巖隧道變形力學(xué)機(jī)理逡逑件下軟巖大變形的力學(xué)機(jī)理復(fù)雜并且受到多種因素的綜以下幾點(diǎn)：逡逑巖變形和隧道的埋深與地應(yīng)力條件息息相關(guān)。根據(jù)調(diào)查加，隧道垂直地應(yīng)力總體上呈一種線性上升的趨勢，其地殼巖體的平均容重接近，如圖２－２所示。所以，隧道隧道變形造成了很大影響。逡逑0邐１０邐２０邐３０邐‘１０邐５０邐６０邐７０逡逑

深較大時(shí)采用簡單的流變模型己不能很好地描述巖體的性質(zhì)，因此本文深埋軟巖逡逑枿道的開挖模擬過程使用Ｂｕｒｇｅｒ－ｃｒｅｅｐ邋ｖｉｓｃｏｐｌａｓｔｉｃ邋ｍｏｄｅｌ邋（ＢＵＲＧＥＲＳ黏彈塑性模逡逑型）即ＣＶＩＳＣ模型，模型如圖３－１９所示。逡逑／／，邐Ｍ－Ｃ逡逑—－廠．邐，丨邐？逡逑１…ｔ邐Ｅ：邐＞ｐ邐Ｌ．．Ｊ—逡逑Ａ邋ｆ＼邋ｉ＼邋￣￣｜逡逑＾邐？邐Ｊ邋＼邋ｉ邋＼邋ｉ邋＼邋Ｉ逡逑ｖ／邋Ｖ／邋＼！邐逡逑／＼邋，、邋Ａ邐ａ逡逑…：＼邋／邋＼邋／邋．、ｒＪ邐邐逡逑ｕ逡逑圖３－１９邋ＣＶＩＳＣ模型逡逑Ｆｉｇ．３－１９邋Ｂｕｒｇｅｒ－ｃｒｅｅｐ邋ｖｉｓｃｏｐｌａｓｔｉｃ邋ｍｏｄｅｌ逡逑Ｃｖｉｓｃ模型在Ｂｕｒｇｅｒｓ模型模型中引入Ｍ－Ｃ屈服準(zhǔn)則，是對Ｂｕｒｇｅｒｓ模型的一逡逑３５逡逑

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 胡長明;貢少瑞;張超暉;張禮奎;張雪晶;;基于突變理論的山嶺隧道塌方風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測[J];西安建筑科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2014年01期

2 朱俊勛;;軟巖的力學(xué)特性及工程危害防治[J];環(huán)境保護(hù)與循環(huán)經(jīng)濟(jì);2014年01期

3 張國秋;王文璇;;均勻試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法應(yīng)用綜述[J];數(shù)理統(tǒng)計(jì)與管理;2013年01期

4 沈峰;成詞峰;周俊書;;通省特長隧道軟巖大變形機(jī)理及處治措施[J];公路;2012年01期

5 賈劍青;王宏圖;李晶;張憲;胡國忠;;復(fù)雜條件下隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性分析[J];巖土力學(xué);2010年11期

6 馬莎;肖明;;基于突變理論和監(jiān)測位移的地下洞室穩(wěn)定評判方法[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào);2010年S2期

7 韓現(xiàn)民;李曉;;巖體工程失穩(wěn)的塑性能突變判據(jù)及其應(yīng)用[J];金屬礦山;2009年08期

8 楊天鴻;芮勇勤;朱萬成;申力;劉晶輝;楊洪海;;炭質(zhì)泥巖泥化夾層的流變特性及長期強(qiáng)度[J];實(shí)驗(yàn)力學(xué);2008年05期

9 楊官濤;李夕兵;王其勝;李山存;;地下采場失穩(wěn)的能量突變判斷準(zhǔn)則及其應(yīng)用[J];采礦與安全工程學(xué)報(bào);2008年03期

10 趙旭峰;孫鈞;;擠壓性軟巖流變參數(shù)反演與本構(gòu)模型辨識[J];鐵道工程學(xué)報(bào);2008年05期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前3條

1 盧興利;深部巷道破裂巖體塊系介質(zhì)模型及工程應(yīng)用研究[D];中國科學(xué)院研究生院（武漢巖土力學(xué)研究所）;2010年

2 安永林;結(jié)合鄰近結(jié)構(gòu)物變形控制的隧道施工風(fēng)險(xiǎn)評估研究[D];中南大學(xué);2009年

3 田英杰;支持向量回歸機(jī)及其應(yīng)用研究[D];中國農(nóng)業(yè)大學(xué);2005年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前6條

1 譚云龍;基于突變理論的地下工程圍巖穩(wěn)定極限位移確定方法[D];北京交通大學(xué);2015年

2 李權(quán);軟巖大變形公路隧道變形規(guī)律及控制技術(shù)研究[D];西南交通大學(xué);2012年

3 李虎軍;黃土隧道變形控制基準(zhǔn)研究[D];蘭州交通大學(xué);2012年

4 史作t

本文編號：2827449