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小仟隧道围岩参数智能反分析及施工应用研究
| 论文题名： | 小仟隧道围岩参数智能反分析及施工应用研究 |
| 关键词： | 隧道围岩;力学参数;变形规律;施工模拟;反分析 |
| 摘要： | 随着国民经济的快速发展，我国不断加大对交通基础设施的建设投资，隧道工程已成为交通运输体系的重要组成部分，同时也给工程建设带来了机遇与挑战。如今，隧道信息化动态设计与施工技术受到广泛推崇，由于隧道地下环境的复杂性，如何准确获取围岩的力学参数，对隧道设计、施工及岩石力学数值计算理论的研究具有至关重要的意义。为解决这一问题，本文以在建的顺邵高速公路小仟隧道为工程依托，以监控量测数据为基础，将正交试验和数值模拟相结合，建立了基于BP神经网络的位移智能反分析模型，并把反分析得到的围岩力学参数应用于隧道的施工动态模拟及开挖方法优化分析，实现了信息的动态反馈及对隧道设计，施工和监测的指导。主要研究内容和成果如下: (1)鉴于监控量测在新奥法施工过程中的重要性，针对小仟隧道地质条件、实际工程情况，制定隧道施工期间的监控量测方案，对现场位移监测数据进行回归分析处理，预测围岩的变形趋势，确定位移最终值及趋于稳定的时间，为二次衬砌提供了合理的施作时机，并建立了隧道围岩变形施工管理控制基准。 (2)通过岩土工程有限元软件MIDAS GTS NX建立了隧道数值模型，在明确待反参数选取重要性与原则基础上，基于正交试验设计和分析方法原理，采用正交数值试验分析法研究了不同力学参数对围岩变形影响的敏感性程度，综合考虑各方面因素，确定了本文所研究的待反围岩力学参数。 (3)对神经网络结构进行优化改进，建立了BP神经网络位移智能反分析模型，利用正交试验和均匀试验构造了网络的训练与测试样本，使用后验差检验法对网络的预测能力进行检验，结合现场实际监测数据，运用MATLAB平台神经网络工具箱反算得到了围岩力学参数，将参数代入模型中模拟计算，并与实测位移值比较，进一步验证了该反分析方法的正确性与可行性。 (4)将得到的围岩力学参数应用于隧道施工动态模拟分析，重点研究了隧道开挖后的围岩变形规律，并分析对比了不同开挖方法对围岩稳定性的影响，为隧道工程的设计、施工及监控量测提供了指导和依据。 |
| 作者： | 刘靖 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 杨松林 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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