本文關(guān)鍵詞：基于差分優(yōu)化平臺(tái)的隧道開(kāi)挖響應(yīng)區(qū)間分析計(jì)算

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【摘要】：巖體力學(xué)參數(shù)由于其本身的地質(zhì)體性質(zhì)及復(fù)雜系統(tǒng)環(huán)境的影響表現(xiàn)出隨機(jī)性和不確定性,其變形參數(shù)及抗剪強(qiáng)度參數(shù)難以用精確值描述。本文以區(qū)間的形式給出巖體力學(xué)參數(shù)值,同時(shí)基于差分優(yōu)化平臺(tái)搜索結(jié)構(gòu)力學(xué)響應(yīng)的最值,并證明了此方法科學(xué)有效。本文在獲取巖石及巖體參數(shù)的基礎(chǔ)上采用基于地質(zhì)強(qiáng)度指標(biāo)的Hoek-Brown強(qiáng)度準(zhǔn)則估算巖體力學(xué)參數(shù)區(qū)間范圍值,在此基礎(chǔ)上建立隧道開(kāi)挖模型,探討了在單一變量(地質(zhì)強(qiáng)度指標(biāo)、巖石材料參數(shù)、巖體擾動(dòng)參數(shù)、巖塊單軸抗壓強(qiáng)度)下圍巖等效塑性應(yīng)變的變化規(guī)律。利用差分進(jìn)化算法的思想,借助MATLAB程序軟件及ABAQUS有限元軟件開(kāi)發(fā)了能夠自動(dòng)修改巖體力學(xué)參數(shù)并進(jìn)行連續(xù)調(diào)用有限元計(jì)算的優(yōu)化平臺(tái),從而可以有效地搜索出在多個(gè)不確定參數(shù)區(qū)間影響下的結(jié)構(gòu)響應(yīng)最值。在多個(gè)區(qū)間變量共同作用下,本文討論了在正交試驗(yàn)方案下圍巖產(chǎn)生的等效塑性應(yīng)變,并用極差法分析了正交試驗(yàn)下影響等效塑性應(yīng)變的主次因素,同時(shí)使用連續(xù)調(diào)用優(yōu)化平臺(tái)搜索隧道開(kāi)挖過(guò)程中圍巖產(chǎn)生的等效塑性應(yīng)變最大值,最后對(duì)比分析了兩種方法輸出的結(jié)果,證明連續(xù)調(diào)用優(yōu)化平臺(tái)方法的科學(xué)性及可行性。最后,本文建立了參數(shù)不確定的公路隧道開(kāi)挖三維有限元模型,利用差分優(yōu)化連續(xù)調(diào)用平臺(tái)搜索其開(kāi)挖段襯砌產(chǎn)生的等效塑性應(yīng)變最大值,并對(duì)其數(shù)值及分布進(jìn)行了分析,同時(shí)對(duì)隧道圍巖與錨桿產(chǎn)生的應(yīng)力及位移進(jìn)行了分析。
【關(guān)鍵詞】：區(qū)間分析 巖體力學(xué)參數(shù) 差分優(yōu)化平臺(tái) 隧道圍巖損傷 支護(hù)結(jié)構(gòu)損傷
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：U452
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 1 緒論9-13
• 1.1 研究背景及意義9-10
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-11
• 1.3 論文主要研究?jī)?nèi)容及思路11-13
• 2 巖體力學(xué)參數(shù)確定方法及單因素下圍巖塑性應(yīng)變變化規(guī)律13-38
• 2.1 概述13
• 2.2 幾種常用的巖體力學(xué)參數(shù)確定方法13-15
• 2.3 基于Hoek-Brown準(zhǔn)則的巖體力學(xué)參數(shù)確定方法15-28
• 2.3.1 地質(zhì)強(qiáng)度指標(biāo)GSI的確定方法16-21
• 2.3.2 巖石參數(shù)m_i的確定方法21-22
• 2.3.3 巖體參數(shù)m_b、s、a的確定方法22-23
• 2.3.4 基于地質(zhì)強(qiáng)度指標(biāo)GSI的Hoek-Brown強(qiáng)度準(zhǔn)則23-24
• 2.3.5 本文隧道開(kāi)挖結(jié)構(gòu)巖體力學(xué)參數(shù)的確定24-28
• 2.4 單因素作用下隧道圍巖塑性應(yīng)變變化規(guī)律28-37
• 2.4.1 模型介紹28-31
• 2.4.2 圍巖塑性壓(拉)應(yīng)變的變化規(guī)律31-37
• 2.5 本章小節(jié)37-38
• 3 基于差分優(yōu)化平臺(tái)的連續(xù)有限元計(jì)算方法38-45
• 3.1 概述38
• 3.2 差分進(jìn)化算法搜索最優(yōu)值38-42
• 3.2.1 差分進(jìn)化算法的搜索步驟39-41
• 3.2.2 差分進(jìn)化迭代參數(shù)的確定41-42
• 3.3 基于差分進(jìn)化算法的優(yōu)化平臺(tái)42-44
• 3.4 本章小節(jié)44-45
• 4 正交方案及連續(xù)調(diào)用優(yōu)化平臺(tái)下的隧道開(kāi)挖計(jì)算分析45-67
• 4.1 正交方案下的隧道開(kāi)挖計(jì)算分析45-52
• 4.1.1 正交試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)計(jì)算45-49
• 4.1.2 正交方案數(shù)據(jù)的極差分析49-52
• 4.2 基于差分優(yōu)化平臺(tái)下的隧道開(kāi)挖計(jì)算分析52-65
• 4.2.1 隧道圍巖PEEQ值的分析計(jì)算52-60
• 4.2.2 隧道圍巖PEEQT值的分析計(jì)算60-65
• 4.3 正交方案與基于差分優(yōu)化平臺(tái)的計(jì)算結(jié)果對(duì)比65-66
• 4.4 本章小節(jié)66-67
• 5 差分優(yōu)化平臺(tái)下公路隧道開(kāi)挖的計(jì)算分析67-85
• 5.1 模型介紹67-69
• 5.2 公路隧道開(kāi)挖襯砌產(chǎn)生的PEEQ值計(jì)算分析69-77
• 5.3 公路隧道開(kāi)挖襯砌產(chǎn)生的PEEQT值計(jì)算分析77-84
• 5.4 本章小節(jié)84-85
• 6 結(jié)論及展望85-87
• 6.1 結(jié)論85-86
• 6.2 展望86-87
• 致謝87-88
• 參考文獻(xiàn)88-92

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本文編號(hào)：895980