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基于围岩参数反演的隧道稳定性研究
| 论文题名： | 基于围岩参数反演的隧道稳定性研究 |
| 关键词： | 公路隧道;围岩参数;反演模型;数值计算;稳定性分析 |
| 摘要： | 随着我国交通建设不断发展，公路隧道的数量与日俱增，而隧道的稳定性成为备受关注的问题。鉴于隧道岩体的高度复杂性，很难一蹴而就地获得准确的围岩参数进行评价隧道的稳定性，因此就必须充分利用施工中获取的监控量测数据反演计算所需要的围岩参数。在这个思路指导下，论文以在建的汶马高速公路鹧鸪山隧道工程为工程依托，根据施工期间的现场监控量测数据，借助岩土工程有限差分软件FLAC3D建立正演模型和计算，建立和优化反演模型，运用大型计算软件MATLAB反演计算隧道围岩参数，利用反演计算获得的围岩参数分析隧道的稳定性。研究的主要内容包括以下几个方面: (1)监测数据的回归分析和隧道的施工管理 根据工程的实际情况以及新奥法施工的理念，制定隧道的监控量测方案，实施施工期间的监控量测，对现场监控量测数据进行整理、处理和回归分析，分析围岩的变形规律，并建立了鹧鸪山隧道的信息反馈与施工管理机制。 (2)正演模型的建立和计算 根据鹧鸪山隧道的地质资料、地质勘查、地质预报等相关资料，确定隧道围岩的物理力学参数取值范围，采用正交试验和均匀试验原理设计围岩的物理力学参数组合，利用功能强大的岩土工程软件FLAC3D建立三维隧道正演分析模型，计算相应位置的拱顶沉降和水平收敛，作为BP神经网络的训练样本和测试样本。在此基础上，采用正交试验的矩阵分析法分析了各个围岩参数影响隧道变形的主次顺序。 (3)反演模型的建立和参数计算 建立并优化BP神经网络的结构，采用“后验差法”判定其预测能力，建立适合该隧道围岩物理力学参数的反演计算模型，结合施工期间现场实际监控量测的结果，运用MATLAB进行反演计算隧道围岩的物理力学参数。根据反演计算获得的围岩物理力学参数，计算对应断面的拱项沉降值和水平收敛值，及其与实测值之间的误差，进一步验证了围岩参数反演的科学性和可行性。 (4)反演结果在隧道施工中的应用 基于反演计算获得的围岩物理力学参数，建立隧道施工的三维计算模型，采用强度折减法进一步分析了隧道围岩的稳定性、埋深对隧道围岩稳定性的影响和衬砌结构的安全性，同时分析和研究了提高隧道稳定性的措施。 |
| 作者： | 邱成虎 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 陈寿根 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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