云岭隧道围岩物理力学参数正演反分析

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。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很好，证明了基于FLAC的隧道BP神经网络位移反分析的可行性。结果表明，反分析所得围岩物理力学参数改进了原勘测资料中的建议值，对隧道围岩稳定性评价及信息化设计具用实际意义。     

隧道软弱围岩的改进BP神经网络位移反分析

基于一般BP神经网络特点,特别是在缺陷认识的基础上,采用改进BP神经网络对隧道软弱围岩进行位移反分析.通过增加神经元输出反馈量、运用二分法原理确定隐层单元数和改进惯性校正法、变步长算法、改进误差函数等方法,分别从BP神经网络结构和算法两个方面进行改进.并将现场监测数值和反分析计算位移值进行比较,其综合相对误差均控制在4%以内,取得了良好效果.成功将有限元数值仿真与BP神经网络原理结合,可为软弱围岩隧道设计和施工提供准确可靠的参数信息.     

浅埋偏压段大断面隧道施工方案及施工工序优化

采用FLAC5．0有限差分数值计算软件,对大断面、软岩、浅埋、偏压段隧道——包西铁路洞子岩隧道进行了三台阶、CRD和双侧壁导坑法的施工力学行为模拟分析,确定了采用双侧壁导坑法施工方案较优。分析了双侧壁导坑法不同施工工序时的围岩位移、支护内力、地表沉降以及塑性区的变化,得出了先开挖浅埋侧侧导坑后再开挖深埋侧侧导坑施工工序较优,且能有效地控制隧道围岩周边位移。数值模拟计算结果与现场监控量测值基本吻合。     

偏压连拱隧道合理开挖方法的数值模拟研究

针对铜黄高速公路汤屯段大田双连拱隧道进口段埋深浅、地质条件复杂、存在偏压以及隧道结构受力复杂等特点,采用FLAC3D对隧道合理开挖方法进行了三维数值模拟研究.通过与隧道典型断面的拱顶下沉、支护结构受力、地表沉降的现场监测数据对比分析得出科学结论,能够动态地指导偏压双连拱隧道全过程施工,确保施工安全.     

大跨扁平连拱隧道施工时空效应试验

大跨扁平连拱隧道设计上具有开挖跨度大和断面扁平的特点,而在施工中,由于其施工工序较多,围岩将受到多次扰动,衬砌结构也将受开挖的多次影响。因此,其受力和变形极为复杂,施工过程中开挖时空效应与四车道连拱隧道或分离式隧道存在较大的差异。利用“公路隧道结构与围岩综合实验系统（CTSSSRH）”,对大跨扁平连拱隧道的施工动态全过程进行了三维物理模拟,分析了围岩位移、应力随开挖步的变化规律,提出了大跨扁平连拱隧道施工时空效应。     

隧道浅埋偏压段超前预测与围岩稳定控制研究

为研究浅埋偏压段的围岩稳定性,以烟海高速解家河隧道为例,采用地质雷达进行了地质超前预测,并针对探测结果,进一步优化施工方案,确定了超前注浆、超前小导管的施工方法。最后采用现场监控量测的方法对浅埋偏压段进行监测,结果表明,监测数据稳定,所采用的施工方案可行;浅埋偏压段洞室稳定,确保了隧道施工的顺利进行,对类似工程具有一定的借鉴意义     

监控量测在曲中墙连拱隧道施工中的应用

曲中墙连拱隧道是针对当前连拱隧道整体式中墙漏水问题而提出的一种新型构造形式,如何加快施工进度、节约成本、保证围岩和中墙的稳定成为正洞施工过程中的关键.结合云南思小高速公路麻地河4号隧道施工情况,运用监控量测数据分析结果,对围岩和中墙的稳定性做出判断.通过及时回填、基础处理、加设临时支撑和合理确定工作面位置,控制围岩变形量,保证了施工中围岩和中墙的稳定,有效地指导了隧道施工,为曲中墙连拱隧道的施工提供了经验.     

高速公路连拱隧道施工监测及分析

依托作为河北省交通厅重点研究项目"高速公路复杂地层双连拱隧道施工控制工艺研究与应用"项目,以张石高速公路某连拱隧道为研究对象,通过对中导洞双侧洞法施工过程中现场测量的数据进行分析整理,得出了有关浅埋软弱岩体隧道一般施工监测的分析结果.     

茶镇隧道施工位移监测与分析

茶镇隧道围岩软弱破碎稳定性差,变形大.为及时掌握施工过程中围岩及支护结构的变形特性,保证施工安全,对围岩及支护结构进行了拱顶下沉和周边收敛位移量测.通过对K225+266横断面量测数据的综合分析,揭示了该条隧道在Ⅴ类围岩以及特定支护情况下位移变化的规律,得到了围岩位移稳定约需2～3周的开挖时间以及4～5倍开挖洞径的距离.为合理确定隧道二次衬砌的施工时间提供了较为可靠的依据,同时通过对量测信息的及时反馈,指导了现场施工,确保了施工安全.     

双连拱浅埋偏压隧道受力机制分析

浅埋偏压地质条件下修建双连拱隧道难度大,对支护结构强度及支护时间要求高.总结了双连拱隧道的施工方法,利用ANSYS程序模拟双连拱隧道施工工序,研究每步开挖完成后产生的围岩塑性变形,全部开挖完成后支护结构的弯矩和轴力,中隔墙的应力状态,支护结构的安全系数,得出的结果对双连拱隧道施工过程,支护结构的强度和施作时间具有指导意义,为以后浅埋偏压地质修建双连拱隧道提供参考.     

基于马尔可夫过程和深度神经网络的TBM围岩识别

为了实现隧道围岩的实时识别,基于马尔可夫过程和深度神经网络模型,提出将先验围岩信息和掘进参数结合,作为深度神经网络输入的隧道掘进机（TBM）围岩实时识别方法. 根据施工现场地质勘探资料,用马尔可夫过程的隧道围岩分类方法预测隧道沿线的围岩分布概率;将该围岩分布概率作为先验围岩信息,结合TBM掘进参数作为神经网络输入,真实围岩类别作为输出,训练深度神经网络以实现对TBM前方围岩的实时识别. 使用工程现场数据进行对比实验,结果表明,所设计的深度神经网络模型的围岩总体识别率高于96%. 相比于仅将掘进参数作为输入,当结合先验围岩信息和掘进参数作为输入时,模型围岩识别率提高6%以上.     

岩壁吊车梁硐室围岩力学参数反分析研究

建立漫湾电站二期地下主厂房岩壁吊车梁硐室的三维有限元计算模型,对硐室围岩的力学参数和吊车荷载进行正交组合后,计算出各种组合情况下的围岩位移,对参数敏感性进行分析.把敏感性参数组合时计算出的位移值,作为BP神经网络训练的样本空间对模型进行训练,把监测值输入训练后的模型中反算出围岩力学参数,最后输入参数进行变形验算.即把三维有限元分析方法和神经网络方法联合应用,通过正分析-反分析-正分析的分析方法,计算出围岩的力学参数.对理论分析的结果和实际结果进行比较,证明了所采用的分析方法和分析模型是正确可行的,能为设计人员有效解决实际工程中的力学参数的准确取值问题,提供一种分析方法.     

前置式洞口法在西施坡隧道工程中的应用实例

为了解决山岭公路隧道进洞施工中的绿色环保问题,以工程实例为研究背景,介绍了隧道洞口处前置支护的施工过程,模拟了洞口处围岩的力学行为,分析了洞口段围岩和前置支护结构的位移场分布规律,结合了洞口段现场施工时的动态监控量测.研究结果表明:利用前置式洞口法处理山岭隧道洞口浅埋的工况时,洞口施工槽两侧及仰坡处的水平方向位移均不超过5mm,前置支护措施能提高隧道洞口处土体的整体稳定性.     

Elman网络在地下洞室变形预测中的应用

地下洞室开挖后，洞室将产生一定的变形，若变形速率过大，将影响洞室的稳定性，洞室施工期稳定性通常以隧洞变形总位移量表示的相对位移值为判据，受各种施工因素的影响，监测点并不能完全紧跟掌子面布设，致使洞室开挖后部分重要的前期位移释放值丢失。采用遗传进化算法搜索最优的Elman神经网络结构，大大提高了网络学习和预测能力；并利用Elman映射动态和适应时变特性的能力，以现场实测期数据作为训练和检测样本，建立仿真预测模型，用该模型前推丢失位移值；以前推位移值修正实测值，得到实际位移值，并应用于评价围岩的稳定性。实践表明，该方法不仅简单而且是可行的。     

基于DE-BP模型隧道围岩的动态分级

针对隧道施工期间的围岩分级问题,根据地质超前预报获得围岩分级指标,提出了基于DE-BP模型的隧道围岩分级方法,并结合VTK技术、三维地质建模方法及数据库技术编写隧道围岩分级软件,将此方法应用于板石隧道的围岩分级中,进行围岩等级可视化显示与施工方案的调整.结果表明:DE-BP模型的均方差明显小于BP神经网络,分级精度显著提高;DE-BP模型围岩分级结果与勘查设计等级基本相同,验证了该模型的合理性,更加适用于隧道围岩动态分级.     

公路隧道应力释放率对软弱围岩稳定性影响

近年来,由于新奥法广泛地运用于地下工程的施工过程中,围岩与支护结构之间的相互作用以及支护时机受到越来越多的关注。中条山隧道洞口段软弱围岩开挖步序多、工序及应力变化复杂,尤其是核心土解除后和二衬施工前安全风险大。本文采用有限差分软件对该隧道洞口段施工过程进行三维数值模拟,研究了洞周位移及支护结构在不同应力释放率下的力学响应,重点分析了典型断面处洞周围岩及支护结构的位移和受力情况,以及洞周位移随施工过程的动态变化规律。研究结果表明：对于软弱围岩公路隧道,应力释放率越大,围岩的塑性区发展范围越大,洞周位移越大;开挖过程中,拱顶沉降受到的持续性扰动较大;待二次衬砌施作后,仰拱隆起和收敛位移趋于稳定。     

BP神经网络在隧道基坑工程中的实际运用

依据昆明轨道交通三号线东标段二工区省博物馆站在施工过程中基坑开挖所产生的深层水平位移问题,基于MATLAB神经网络工具箱仿真并建立BP神经网络模型,预测位移曲线可以通过输入已知数据建立。在实际工程中对该模型的合理性进行检测,实测数据表明,此BP神经网络模型对于深层水平位移问题有很好的预测能力。     

基于Logistic-Verhulst模型的云岭隧道围岩位移预测

隧道围岩的变形是一个非常复杂的非线性演化过程,按照数学思想依据自然界生物生长动态过程建立Logistic-Verhulst模型,模拟计算围岩应力重分布过程的位移.通过在十漫公路云岭隧道实地监测验证,得到在复杂地质条件下,施工过程中软弱围岩变形的超前预报值、收敛趋于稳定的值和趋于稳定的时间,以较高的预测精度,证明了Logistic-Verhulst模型在隧道围岩位移监测应用中的可行性和可靠性.     

爆破块度预测的神经网络方法研究

在简要阐述了神经网络BP模型及其反传算法一般原理的基础上,基于工程实例,建立了堆石坝料开采爆破块度预测的神经网络BP模型,并将网络预测值与R-R、G-G-S分布模型拟合值进行了比较,结果证明网络预测模型是可靠的.     

深埋交叉隧道动态施工力学行为研究

分离式独立双洞之间的横通道开挖,再一次引起主隧道围岩和支护结构的应力释放与重分配,引起交叉段附近岩体与支护结构力学行为发生变化。结合高地应力区深埋隧道工程,通过3D弹塑性有限元数值仿真模拟,分析横通道不同施工方案和动态施工过程对主隧道围岩与初期支护结构力学行为的影响。分析结果显示,横通道的开挖对围岩应力和位移影响较大,对交叉侧主隧道侧壁初期支护应力及交叉对侧主隧道侧初期支护3σ和XY平面的剪应力影响较大。为深埋隧道交叉段监控量测系统的设计、施工方案优化及安全控制提供了依据。