【摘要】：江河岸坡工程是為了保障江河沿岸的人民生產(chǎn)、生活的安全而修建的,我國沿江、沿海一帶的經(jīng)濟較為發(fā)達,岸坡工程的作用顯得尤為重要。滲流、變形、失穩(wěn)是岸坡工程經(jīng)常遇到的問題。江河水位變化導致岸坡滲流與變形加劇,對工程的安全產(chǎn)生重大隱患。因此在進行工程建設(shè)的時候,需對岸坡的滲流與變形進行監(jiān)測,并采取不同的措施防范其失穩(wěn)破壞。在使用數(shù)值模擬分析岸坡工程時,數(shù)值模型的仿真性和計算參數(shù)的準確性,對能否得到準確的計算結(jié)果起著重要的作用。利用監(jiān)測資料,采用反演方法可有效地獲得土體參數(shù),省時省力并具有很高的準確性與可靠性。本文在前人研究成果的基礎(chǔ)上,利用ANSYS有限元軟件參數(shù)化編程語言APDL進行二次開發(fā),模擬不同水位工況下的岸坡位移場與滲流場,并提取測點位移、滲壓,構(gòu)建土體參數(shù)反演的基礎(chǔ)。本文以人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)為反演工具,詳細介紹了人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型、原理,并編寫了BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)程序,利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)反演岸坡土體的彈性模量、滲透系數(shù)。對于存在土體分層的岸坡工程,本文研究采用同時反演法與分層迭代反演法對岸坡多層土體力學參數(shù)進行反演。采用同時反演法時,利用ANSYS建立有限元分析模型,并模擬計算不同水位作用下岸坡位移場、滲流場,提取各層土體測點位移或滲壓,形成訓練樣本,訓練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),然后將實測結(jié)果代入神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),反演得到各層土體彈性模量或滲透系數(shù)。使用分層迭代反演法時,從最下層開始,先假定以上各層土體的彈性模量不變,使用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)反演最下層土體彈性模量,將反演結(jié)果代替該土層初始彈性模量,然后向上逐層反演,重復上述反演步驟,直至前后兩次反演結(jié)果的最大差值小于某一容許值為止。為了驗證反演結(jié)果的準確性,對兩種方法的反演結(jié)果進行正分析,并對比實測結(jié)果,效果理想。其中利用分層迭代反演法的反演結(jié)果進行正分析所得計算結(jié)果與實測結(jié)果誤差更小,效果更好。分層迭代反演法需要反復循環(huán)反演,工作量較大,為了節(jié)省分層迭代反演法的工作量,利用同時反演法的計算結(jié)果與逐步掃描法對分層迭代反演法進行簡化。其中利用同時反演法計算結(jié)果對分層迭代反演法進行簡化的效果較好,可明顯減少分層迭代反演法的工作量、反演結(jié)果合理準確。
【圖文】：

后處理過程查看或提取有限元分析結(jié)果對分析結(jié)果進行檢驗臨江岸坡工程數(shù)值模擬1 和悅洲基本情況和悅洲地處安徽省銅陵市大通鎮(zhèn)，是由于江水泥沙沉積而形成的江心洲，水常年淘刷，和悅洲北側(cè)岸坡變形嚴重，坐落于北側(cè)岸坡的房屋地基隨之房屋已經(jīng)開裂甚至垮塌。因此對沿江岸坡的滑移、變形的監(jiān)測與控制工作容緩。

在岸坡距離河岸 30~40m 處鉆孔，鉆孔位置如圖 3 所示，為了獲得工程地質(zhì)取不同深度處的土體并進行相關(guān)土力學實驗研究，由實驗結(jié)果可知：按照質(zhì)大致可把岸坡土體分為上下兩層，，以地下 15m 為界，以上部分為黃色的質(zhì)土，以下部分為淡青色的含泥粉細砂，越往下土體顏色越深、土體含沙大。3 淤泥粉質(zhì)土、含泥粉細砂的滲透系數(shù)與 c、 值滲透系數(shù)可通過實驗的方法測定，它表示土體透過水的性能。單位水力坡透流速稱為滲透系數(shù)，常見的單位為 cm/s。參考相關(guān)實驗可知，淤泥粉質(zhì)土的滲透系數(shù)范圍為 1.26 10-7～1.03 /s）之間，最終的取值為 3.11 10-7（cm/s）。含泥粉細砂滲透系數(shù)范圍812～0.014205（cm/s），最終取值 0.010048cm/s。圖 2 岸坡淘刷嚴重Fig 2 Bank slope scrubbing is serious
【學位授予單位】：合肥工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TV223

【參考文獻】

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本文編號：2674614