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山区隧道位移正演反分析及其应用研究
| 论文题名： | 山区隧道位移正演反分析及其应用研究 |
| 关键词： | 高速公路;隧道开挖;位移监测;岩体物理力学参数;BP神经网络;围岩压力计算 |
| 摘要： | 近年国家加大了对连接中西部的高速公路的建设力度，不断完善中西部之间的高速路网。西部地区多属山岭重丘区，地势险恶，在跨越时采取隧道的方式。而穿越地质条件复杂的山体，遇到的问题是复杂多变的，隧道建设过程中也困难重重。新奥法成为现代支护理论的典型代表，要求隧道工程设计者有着较强的综合性经验判断能力，但不是所有工程设计人员都能达到这一水平。同时隧道工程材料特性参数和初始地应力场参数的确定问题一直是人们应用数值模拟方法定量认识这一工程的主要障碍。本文结合十漫高速公路第二监控测量标段中的第二长隧道-云岭隧道施工监控为工程背景，利用施工过程中监测的位移对隧道岩体物理力学参数进行正演反分析，并在隧道塌方分析中进行了较好的应用。 首先，在详细介绍传统位移反分析的方法的基础上，阐述了基于BP神经网络的位移正演反分析的理论与方法。基于BP网络的位移反分析，不同于传统的位移正反分析，它是利用数值方法和神经网络耦合来进行位移反分析。利用训练好的神经网络可以快速进行位移反分析。 其次，以FLAC差分程序作为模拟隧道开挖的正演工具，结合BP神经网络程序，对云岭隧道软弱岩层施工过程中量测的围岩位移进行反分析，确定围岩物理力学参数。在此基础上，将反分析结果代入FLAC程序进行正分析计算，计算位移与实测位移符合得很好，从而证明了基于FLAC的隧道BP神经网络位移反分析的可行性。 最后，详细介绍了云岭隧道第二次塌方，分析了其塌方原因与过程，并将反分析结果应用于围岩松散围岩压力的计算，且与隧道设计规范规定的塌方计算进行比较，进一步证明了计算的正确性与准确性。 本文关于山区隧道位移反分析及其应用的研究成果，不仅解决了实际工程的困难，同时对今后类似工程提供了有益参考，使山区隧道工程的设计与施工更安全、可靠和经济。 |
| 作者： | 王小杰 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 王元汉 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华中科技大学 |
| 学位年度： | 2007 |
| 正文语种： | 中文 |
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