基于FOA-GRNN的软岩隧道围岩变形预测模型

为解决隧道围岩变形中的非线性问题,实现对软岩隧道变形发展趋势和稳定性的判断,建立了基于果蝇算法改进的广义回归神经网络隧道围岩变形预测模型。利用广义回归神经网络较好的非线性映射能力,对软岩隧道的拱顶沉降和水平收敛进行预测。由于GRNN的预测效果受光滑因子的影响,因此采用果蝇算法对光滑因子进行寻优,改善了GRNN预测模型确定参数时人为因素的影响,有效的提高了模型的预测精度和适用性。以玉磨隧道工程为例,通过对现场监测变形数据的训练,得到了隧道围岩变形预测结果,验证了FOA-GRNN预测模型能高效准确地对隧道围岩变形进行预测,可以为类似的工程提供一种新的途径。     

基于回归分析与灰色理论的围岩变形组合预测

监控量测是隧道动态设计与信息化施工的重要组成内容。由于现场的量测数据具有离散性,而且包含着偶然误差的影响,隧道围岩变形原始量测数据需要做必要的数理统计分析后才能进行量化的预测。在总结变形预测方法与应用的基础上,针对量测数据量的多少、量测时间的间隔、数据离散程度的不同,研究了开展隧道围岩变形的中短期组合预测方法。提出在隧道变形量测的数据量不多、离散性较大、量测时间间隔相同时,可采用灰色预测GM(1,1)模型做短期的预测;当隧道变形量测的数据量多、拟合程度较高时,可选用指数函数做中长期的回归分析预测。以实际工程作为算例检验了两种预测方法的特点和效果。     

灰色模型在隧道围岩变形预测中的应用

结合某工程实例,建立了灰色系统GM(1,1)、DGM(2,1)模型、Verhulst模型,并进行了实例预测,同时采用指数函数回归拟合,与之对比,结果表明,一般的GM(1,1)灰色预测模型适用于围岩变形量的短期预测;DGM(2,1)模型和Verhulst模型在围岩变形量预测中精度更高,可以比较准确地预测隧道变形和隧道的最终位移,以此可以在隧道施工中及时调整、确定支护参数及进行施工决策。     

烟台五卒山大跨隧道围岩变形预测分析

烟台五卒山隧道作为双向八车道大跨隧道,在隧道施工过程中开展了监控量测工作,并对监控数据采用最小二乘法进行位移最终预测,预测结果表明所选模型可较好的反映隧道围岩的变形趋势,且最终预测量满足规范要求,证明隧道施工中围岩稳定。     

基于现场监测数据的隧道围岩变形特性研究

 隧道变形是衡量隧道结构体系稳定性的重要指标,该指标可以科学、及时、可靠、便捷地反映隧道工程的安全性。在收集、整理我国103座山岭隧道836个拱顶沉降数据、806个水平收敛数据的基础上,系统分析围岩变形量、围岩变形稳定时间与围岩级别、隧道开挖面积等因素之间的关系。研究表明：隧道围岩变形数据主要集中在低值区间,中高值区间数据较少但分布范围较广,随着围岩级别增大,围岩变形值增大,数据集中区间增大,变形分布区间增大;隧道断面面积对隧道围岩变形影响较大,随着隧道断面面积的增大,变形值增大;实测数据表明,隧道围岩变形与隧道埋深并没有明显的联系;隧道围岩变形稳定时间主要集中在中低值区间,高值区间的数据相对较少,随着围岩级别增大,围岩变形稳定时间增大,分布区间增大。根据统计结果,提出不同围岩级别下,隧道变形的建议控制值以及变形稳定时间参考值。     

隧道监控量测回归分析浅析

监控量测是现代隧道建设不可或缺的一部分，通过将隧道围岩变形分三个时间阶段分析及围岩变形量与时间关系曲线的拟合，得到围岩各个时间阶段位移变形量求解方法，并结合实例给出求解过程，为准确判断围岩稳定性提供了理论指导。     

灰色理论在围岩变形预测中的应用

以胡子冲隧道的围岩变形预测为例,论述了利用灰色理论系统,对隧道围岩压力与初期支护相互作用过程的共同变形进行预测,得到了一个随时间变化的数据列,通过灰色理论来预测初期支护完成后围岩变形情况,以便更好的解决围岩变形的控制问题。     

基于灰色时间序列组合的隧道变形预测研究

随着各大城市地铁的兴建,各种工程事故相继发生,隧道开挖具有复杂性和特殊性,充分认识和掌握隧道围岩的变形规律,对于避免不必要的工程事故具有重要意义。本文基于隧道围岩施工期的变形监测数据,深入研究了时间序列分析、灰色系统理论和组合模型预测方法。结果表明,MGM(1,3)+AR(3)组合模型不仅能够反映数据序列的发展变化的趋势性,而且还能考虑数据序列随机波动的影响,组合模型拟合与预测的模拟预测精度高。研究成果为隧道围岩施工期和运行期的安全提供可靠依据,并未科学研究和理论计算提供参考。     

台阶法施工公路隧道围岩变形预测模型研究

根据台阶法施工隧道的围岩变形特点与隧道位移监测的实际需要提出一种公路隧道围岩变形预测模型,即断面开挖后两周以内利用四维新陈代谢GM(1,1)模型进行短期预测,该期间通过控制每天变形量以达到指导开挖与支护的目的;两周以后利用回归分析法进行远期预测与最终位移量预测,该期间主要通过控制最终下沉量以达到指导开挖与支护的目的。结合京化高速黄羊山3号隧道的实际监测数据利用模型中的两种预测方法进行预测,预测结果证实了本模型的合理性和可行性。     

长隧道围岩稳定性的模型预测

长隧道围岩级别交替变化,围岩稳定性较差。监控量测是隧道安全施工的重要保证,通过对隧道现场实测数据进行建模评价和稳定性预测,来判断隧道围岩的稳定性,从而指导隧道的下一步施工。本文首先对测量数据进行粗差探测,然后利用灰色系统理论中的GM(1,1)预测模型和BP神经网络原理对测量数据进行建模分析,来预测围岩变形量。     

大跨软岩公路隧道围岩稳定性分析

本文针对大跨度软岩隧道的围岩变形特点,以集呼高速公路旗下营隧道右线出口段YK197+040断面在CD法施工下围岩变形的现场监测数据为背景,整理了拱顶沉降的位移-时间曲线,探讨了拱顶沉降随开挖时间的变化情况。运用ABAQUS软件,结合实际隧道工艺建立了三维有限元模型,数值分析了隧道开挖后拱顶及周边位移的变化趋势,研究了围岩力学性能参数对隧道变形以及围岩稳定性的影响。在综合考虑监测数据与数值结果的基础上,为后续隧道安全施工提供了有益的理论建议。     

山岭隧道洞口段围岩变形特征分析

为了研究山岭隧道洞口段围岩变形特征,以贵州省晴隆-兴义高速公路登攀隧道为工程依托,对洞口段围岩变形展开研究,通过对现场围岩变形进行监测和数据处理,分析了山岭隧道洞口段围岩变形的时间与空间效应,进而对山岭隧道洞口段围岩变形时间特征和空间特征展开研究。研究结果表明:隧道开挖引起围岩变形具有明显的时间效应和空间效应,监测断面围岩变形在开挖后历经8 d和27 m～30 m后稳定;山岭隧道洞口段围岩变形具有明显的空间特征,周边收敛值在时间轴上规律性较差,但累计变形量较小,对隧道围岩稳定性影响有限;洞口段拱顶沉降与地表沉降时间历程曲线有明显的规律,但累计变形量、分布特征与围岩本身属性紧密相关,地域差异性较大。     

基于透明岩体的深部隧道围岩变形分析

鉴于当前实验条件,无法直接观测岩体内部的变形演变过程,难以满足对岩体内部全域的变形时间效应与空间特征分析的要求,以透明岩体实验新技术为出发点,对模型隧道周边围岩的内部变形过程进行全程二维数字照相量测,得到深部隧道围岩内部变形的时空演化规律。研究发现:隧道顶部、帮部及底部的岩体径向位移都大致与隧道埋深呈指数衰减关系;隧道拱顶、拱底、左腰和右腰处岩体的径向位移都与顶部荷载呈指数递增关系;随着顶部荷载的增加,隧道顶板岩体最终将沿着两侧拱腰斜方向一定范围内两条弧线而向隧道内发生整体性剪切滑动,导致隧道失稳破坏。研究结果揭示了深部隧道围岩变形破裂时空演化机理,为深部隧道事故防治提供了依据。     

浅埋隧道围岩压力计算方法

提出一种基于位移反分析法原理的浅埋隧道围岩压力计算方法,该方法克服了传统计算方法依赖于经验围岩力学参数的不足。通过分析双侧壁导坑法中隧道的截面结构,提出合理假设并建立力学模型,然后建立新的侧壁、围岩的收敛变形与围岩压力之间的关系,由现场监测数据整理得到收敛变形反算求得水平围岩压力与垂直围岩压力,并以祥岭隧道为例,对该方法进行验证。研究结果表明:(1)基于位移反分析原理推导的围岩压力计算方法,利用现场监测数据反算求得围岩压力相较于规范依赖经验参数的计算方法,更准确、更能代表隧道的实际围岩压力;(2)在实际工程施工中,相较于围岩力学参数,隧道的收敛变形数据更易获得,计算更方便;(3)对祥岭隧道进行实例计算求得的围岩计算摩擦角以及最后求得的围岩压力都在规范推荐范围之内,说明本文的计算方法是可行的。该计算方法在隧道工程实践中,对于准确计算隧道开挖过程中的围岩压力以保证施工的安全、顺利完成有重要意义。     

圆形巷道围岩变形破坏的连续–离散耦合分析

基于有限差分理论及颗粒流理论,以FLAC及PFC程序为实现平台,将颗粒体模型嵌入有限差分网格内部空域,采用fish语言编译连续元与离散元计算数据传输交换函数,建立二维平面应变圆形巷道连续–离散耦合分析模型,从宏–细观角度深入开展不同围压条件下圆形巷道围岩变形破坏机制的研究。研究表明:(1)在低围压条件下,巷道开挖围岩发生弹性变形。当水平围压与垂直围压相等,相同径向距离处的围岩变形量近似相等,均指向圆心。(2)在高围压条件下,当侧压系数K1,围岩破坏主要集中在巷道顶板、底板,当侧压系数K1,围岩破坏主要集中在巷道两帮。围岩破坏形态均呈"毡帽形",帽口朝向巷道中心。(3)在高围压条件下,随着围压不断提高,破裂总数逐渐增多,而破裂孕育扩展时间不断延长。当侧压系数K=1,围岩破坏表现出明显的分区破裂化现象。     

岩石非定常蠕变模型辨识

在页岩蠕变试验数据基础上,分析岩石黏弹性变形随应力水平不同和时间发展的变化规律.通过反分析方法建立一维情况下非定常黏弹性模型的蠕变方程,通过应变的理论计算结果与试验结果的对比发现,不考虑参数的时间相关性将引起较大的误差,而考虑参数的时间相关性的非定常黏弹性模型比定常黏弹性模型可更为准确地反映岩石的黏弹性变形性能.在软岩巷道二维非定常蠕变模型辨识的工程实例中,事先假定围岩为黏弹性和黏弹塑性两种不同力学模型,并分别考虑参数为定常和非定常两种情形,在已知现场量测位移条件下,利用位移反分析并根据一定的准则函数求其不同模型中的参数及相应的准则函数值,由各个模型相应的准则函数值大小,判定最佳模型.在假定的一组模型里,发现非定常黏弹塑性模型为最佳模型.     

围岩变形内表比及一种新的巷道围岩分类法

根据现场实测资料和数值模拟计算结果,研究了几种不同类型巷道围岩变形规律,提出更能反映围岩变形规律和变形状态的"内表比"概念,进而考虑依据巷道围岩表面变形量和内表比值两个参数,提出一种新的巷道围岩分类法,并根据各种支护所容许的极限变形量,给出相应的合理支护形式。