原文传递
高速铁路隧道施工安全性分析及围岩变形预测研究
| 论文题名： | 高速铁路隧道施工安全性分析及围岩变形预测研究 |
| 关键词： | 隧道工程;围岩变形;施工安全性;参数反分析;围岩变形预测 |
| 摘要： | 高速铁路隧道正逐步向长距离、大直径、大埋深等方向发展，对施工安全性要求也随之提高。岩土具有非均质性、离散性、高非线性等特点，导致岩体变形与破坏特性十分复杂。隧道围岩变形的监测数据反映了其当前状态和未来趋势，可为构建较为准确的围岩力学模型提供可靠信息，同时也是围岩变形预测及施工安全性评估的重要依据。本文结合阳山高速铁路隧道施工期内的围岩变形监测数据，开展隧道施工安全性分析及围岩变形预测研究，主要研究内容包括： （1）高速铁路隧道围岩力学参数反分析研究。采用FALC3D对阳山隧道浅埋段进行了数值模拟，基于遗传算法优化的支持向量回归算法，构建了高铁隧道围岩力学参数反分析模型，并反演了隧道围岩力学参数。结果表明：所建立的反分析模型具有较高的准确性，可为后续施工安全性分析提供可靠的围岩力学参数。 （2）基于FLAC3D的隧道施工安全性分析。采用FLAC3D对不同的隧道施工方法及不同的施工台阶长度进行了数值模拟，分析了隧道围岩变形、应力与塑性区的分布特性，揭示了不同开挖方式的围岩变形机制与应力重分布规律。通过对比分析，对阳山隧道浅埋段开挖方法进行了优化。 （3）基于多任务学习的围岩变形数据重构研究。选取相邻监测断面的围岩变形监测数据，采用基于多任务学习的最小二乘支持向量回归算法，重构了缺失的变形数据。在此基础上，对比了三种同类型单任务算法的数据重构性能，验证了所提出多任务重构模型的适用性，并为后续的围岩变形预测分析提供了完整数据。 （4）基于组合模型的围岩变形预测研究。根据围岩收敛变形实测数据，采用基于贝叶斯参数优化的经验预测模型，获取初步预测结果。在此基础上，采用相关向量机算法修正经验模型预测结果，构建了高铁隧道围岩收敛组合预测模型，以提高围岩收敛变形预测精度。最后，对比了四种模型的数据预测精度，验证了所提出的预测模型的有效性和可靠性。 |
| 作者： | 畅翔宇 |
| 专业： | 力学;工程力学 |
| 导师： | 韩玉林;王浩 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2021 |
检索历史
应用推荐
