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孔隙水压力影响下隧道围岩的稳定性分析
| 论文题名： | 孔隙水压力影响下隧道围岩的稳定性分析 |
| 关键词： | 孔隙水压力;隧道围岩;力学参数;遗传算法;稳定性分析 |
| 摘要： | 随着城市现代化步伐的加快，交通拥堵问题逐渐受到人们关注。近年来我国大批的地铁项目开始投入建设，因此确保隧道和围岩的稳定性成为工程建设中的重中之重。地下水的存在威胁着隧道的稳定，由地下水引起的隧道事故大量报道。同时，在运用解析方法或数值模拟方法分析隧道稳定性时，所选取的岩体力学和渗流系数的精确度在很大程度上直接决定着结论的科学性和准确性。为此，本文分析了在孔隙水压力影响下的隧道围岩稳定性，并基于遗传算法优化的位移反分析法反演围岩力学参数，分析预测了青岛地铁隧道的变形，研究内容如下： (1)详细介绍了裂隙岩体渗流的相关理论及有限元解法。为了分析浅埋双线隧道围岩失稳破坏机理，本文运用有限元软件ABAQUS，建立了地下水渗流作用下的单孔隧道三维数值模型，模拟计算了围岩在孔隙水压力影响下的塑性区发展，并且重点针对不同地下水位对隧道稳定性的影响进行分析。 (2)分别考虑了不同隧道埋深、不同双线隧道间距以及不同施工工法对隧道稳定性影响。并基于灰色关联理论通过MATLAB编程研究了围岩各个力学参数对于隧道位移的贡献度，得到了一系列重要结论。 (3)提出了将遗传算法及位移反分析法结合反演计算围岩力学参数的改进方法，验证了改进后的方法在反演力学参数方面的可行性。并以青岛地铁隧道工程为例，通过MATLAB调用ABAQUS反演了青岛地铁隧道围岩力学参数，结合现场的工程监测资料验证了计算参数精确性。 (4)基于改进后的反演方法计算得到的围岩力学参数，结合有限元数值模拟计算，分析预测了青岛地区拟开挖隧道围岩稳定性，并为支护方法的选择提供科学依据，预测结论为地铁隧道的安全施工提供了依据。 |
| 作者： | 周原 |
| 专业： | 岩土工程 |
| 导师： | 肖洪天 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 山东科技大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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