基于LIB-SVM的盾构隧道地表沉降预测方法研究

在大数据开源的背景下,为了分析及预测隧道施工盾构掘进引起地表沉降,同时容纳较多影响地表沉降的因素,提高沉降预测的准确性,本文在总结归纳支持向量机的建模原理的基础上,将支持向量机(support vector machine,SVM)方法应用到地表沉降预测中。结合虹梅南路隧道西线工程,选取土体参数、盾构参数和隧道埋深等8个影响因素作为输入特征,地表最终沉降量作为输出目标值,通过交叉验证选取LIB-SVM的最优参数组合并建立预测模型,对盾构施工引起的地表沉降进行了预测,并与实测数据进行了对比。结果表明:预测结果与工程实际情况较吻合,误差基本在5%以内,证明了该方法在盾构施工引起地表沉降的实际预测中具有可行性,为隧道工程的研究提供了一条新途径。     

双线浅埋隧道远近距离界定及地表沉降机理研究

利用Peck公式计算双线隧道开挖引起的地表沉降时,有多个参数会影响到计算结果的大小与沉降曲线的形状。从数学角度对隧道轴线埋深h和两隧道间距L的比率及沉降槽宽度参数K对地表沉降曲线的影响进行研究,得到以下结论在h/L比率逐渐增大的过程中,地表沉降曲线变化过程为较陡峭的W型—较平缓的W型—∪型—U型—V型;相同比率下的地表沉降曲线都呈现相同的型式,与隧道埋深无关;在K=0.600的情况下,沉降曲线由W型向U型转变,h/L的临界值为0.825,而后发现在不同K值下,存在h/L临界值使得不同埋深下的沉降曲线都呈现U型,得到了沉降槽宽度参数K与其对应h/L临界值的最优拟合方程。基于h/L临界值的分析结果,提出了双线隧道远近界线的判别公式,并与现有方法及规范进行对比,结果表明判别公式能较好地界定双线隧道远近距离。同时,对Peck公式预测隧道开挖引起地表沉降的机理进行了推测,并利用颗粒流软件对隧道开挖进行模拟,结果表明压力拱曲线符合高斯曲线。研究成果可为双线浅埋隧道设计、施工提供依据。     

软基沉降预测模型的比较分析与应用

公路软基沉降预测是目前高速发展的软土地区公路建设中亟待解决的一大技术难题,预测模型也有多种,预测精度不尽相同。对工程中基于经验公式法预测沉降的传统模型(指数模型、双曲线模型)和成长曲线模型(Logistic模型、Gompertz模型、Weibull模型)给予介绍,并分别对各模型进行了数学比较分析。结果表明:传统模型不能利用施工期间的观测数据,只能用工后资料预测工后沉降,且对工后资料的要求较高;成长曲线模型能较好的反映沉降全过程的变化规律。Weibull模型较其它两种成长模型有较广泛的适应性,其对沉降的预测与实际吻合较好。     

曲线顶管施工扰动土体变形理论分析及数值模拟研究

现有的顶管施工扰动理论及相关研究都是基于直线顶进工况,在曲线顶进工况下则存在一定的适用性问题。在对现有直线顶进扰动机理及沉降预测方法分析的基础上,研究曲线顶进的施工扰动机理及扰动范围大小,并提出了相应的地表沉降范围的估算方法和估算公式,同时以二维有限元为工具,对比研究曲线顶进和直线顶进施工的扰动变形规律,验证理论分析结果,为曲线顶管施工引起的周边地层变形扰动范围的估算提供依据,最后,从实际工程出发,经定量计算对比,得出了曲线外侧扰动范围小于直线顶进单侧扰动范围、直线顶进单侧扰动范围小于曲线顶进内侧扰动范围的研究结论。     

超大直径盾构施工地表沉降分析

结合工程实例对超大直径泥水平衡盾构地铁隧道施工引起地表沉降的实测数据进行了分析。得出了隧道中心线上方地表在盾构推进过程中变形的一般规律及地层损失引起的地表横断面沉降的形态。用Peck公式对横向沉降槽实测数据进行拟合,得出了地表沉降槽宽度系数及地层损失率等特征参数的一般范围。对盾构推进过程中的停机情况对地表沉降的影响进行了分析,并提出了一些建议。分析成果对于城市超大直径泥水盾构工程有较好的参考价值。     

复合地层土压平衡盾构施工技术研究

以苏州轨道交通3号线为工程实例,研究土压平衡(EPB)盾构在复合地层中的施工技术。苏州轨道交通3号线何山路站至苏州乐园站区间隧道通过108 m"上软(土)下硬(岩)"的复合地层,工程风险极大,需在设计和施工阶段采取必要的风险控制措施。在设计阶段:通过改变隧道纵坡,缩短复合地层段长度;通过改良TBM刀盘设计,优化机械运行参数,实现盾构机械参数和地层物理参数的匹配;通过对隧道上部松散土体静压注浆加固和在建筑物与隧道间安装隔离桩,控制地层变形和保护邻近建筑物;采用三维数值模拟预测隧道开挖引起的地层变形和建筑物沉降,为工程决策提供依据。在施工阶段:对于软土、复合地层和硬岩段采用不同盾构运行模式和掘进参数;掘进过程采用六个主要参数指标进行控制;采用在盾构机前方开挖竖井进行损坏刀箱、刀具的更换。施工监测显示:实测地表和建筑物沉降与三维有限元预测、Peck经验公式预测结果吻合良好,地表沉降控制在2. 0cm以内,邻近建筑物沉降控制在3 mm以内。工程的顺利实施为国内其他类似复合地层隧道盾构掘进工程提供有益借鉴。     

太原地区地铁车站深基坑变形特性研究

结合数值模拟和统计分析,研究了太原地区深基坑围护结构变形和地表沉降规律。通过有限 元数值模拟研究了影响基坑变形的因素及规律,结合实测结果提出了太原地区深基坑工程的变形控制 标准。研究表明:围护结构的最大侧移量和基坑周边地表的最大沉降量随基坑开挖深度的增加近似线 性增大,随围护结构插入比的增大逐渐减小。坑外地表沉降主要分布于 0≤ｄ／Ｈ≤2．5范围内。建议太 原地区的基坑工程变形指标可按 δｈｍ／Ｈ≤0．15％,δｖｍ／Ｈ≤0．25％选取,并严格控制基坑周边 1．0Ｈ范围 内的沉降。对该地区基坑工程的设计与施工有一定的指导意义。     

土压平衡矩形顶管施工引起的地表沉降探究

顶管施工引起周围土体移动会对路面结构层造成破坏。采用大断面矩形土压平衡顶管顶进工法所引起的地表沉降一直是岩土工程领域技术工作者所关注的热点与难点之一。通过内蒙古科技大学地下过街通道工程,分析了路基变形的实测数据,Peck公式对矩形顶管地表变形预测的适用性,数值模拟不同覆土深度下的顶管施工对地表的变形影响。研究表明:顶进时轴线上的纵向测点变形总趋势是先隆起,后沉降,并趋于稳定状态;横断面上位于轴线10 m左右范围内为主要影响区域,在此范围内沉降槽体积约占总体积的90%;当地层损失率V_l取0.4%,沉降槽宽度参数K取0.4时,实测值与Peck公式法的预测结果曲线拟合较好;当覆土深度增加,地表沉降值逐渐减小,且沉降范围逐渐增大。研究成果为大断面土压平衡矩形顶管与类似工程的施工提供了理论参考及应用借鉴。     

地铁隧道盾构施工引起的地面沉降规律分析

该文对广州地铁2号线某区间盾构隧道施工过程的地面沉降监测数据进行分析,探讨了盾构施工过程地表沉降规律、沉降槽分布形式及其影响范围和程度。研究结果对今后类似工程施工过程的隧道周边建(构)筑物的保护、施工参数的优化以及工程的顺利实施具有参考价值。     

基于徐州地层地铁隧道施工的Peck公式修正

为研究徐州地区地铁隧道施工引起的地表沉降问题,通过对徐州地铁隧道监测得到的实测地 表沉降数据的分析,结合徐州地区的实际地质条件,运用数学分析方法,得到Ｐｅｃｋ公式的两个修正系 数:地表最大沉降修正系数α 和沉降槽宽度修正系数β;将这两个修正系数引入原始Ｐｅｃｋ公式中,使修 正后的Ｐｅｃｋ公式适用于徐州地区地质条件下的研究区段。实测数据研究显示,当地表最大沉降修正系 数α 位于0．5～0．9区间、沉降槽宽度修正系数β 位于0．6～1．0区间时,修正后的Ｐｅｃｋ公式预测曲线可 以更为精确地预测地表沉降。     

一种黏土层中深基坑开挖地表沉降预测方法

基坑围护结构水平移动是其周围地表沉降的主要诱因之一。基于不同围护结构水平变形模式,根据线弹性理论相关研究给出了对应的地表沉降计算式。通过该计算式预测的黏土层中地表沉降最大值位置x_m与实测数据较为吻合。首先采用该计算式求出地表沉降最大值位置;其次,联合地层损失法,基于假设地表沉降曲线,计算沉降影响范围x₀,推导地表沉降曲线包络面积A_v;最后,根据地表沉降面积A_v与围护结构侧移面积A_h之间的相关性,计算地表沉降最大值δ_max,从而实现墙后任意地表位置沉降的计算。通过工程实例,验证了该方法的工程适用性。研究成果为基坑开挖地表沉降预测提供了一套半理论半经验方法。     

基于监测数据的深基坑开挖对临近建筑物影响研究

基坑开挖过程中对临近基坑周边建筑物的影响是监测项目中的重要课题之一.文中通过对基坑支护体系内力及变形、临近建筑物沉降等监测数据进行分析,研究深基坑开挖过程中周边临近建筑物的沉降规律.通过对监测数据进行综合分析,得出随着基坑开挖深度的增加,围护结构深层位移不断增大,同时基坑周边地表及建筑沉降随之逐渐增大,底板结构施工完成...     

温排水对长江安徽段水温的影响模拟

为研究温排水对长江安徽段水温的影响,建立长江干流安庆至芜湖段三维水动力温度输运模型,根据水文实测数据对模型参数进行率定及验证,分别在纵、横断面上预测分析了不利条件下两种排放工况(减排前、减排后)对周边水域温度的影响范围及程度.结果表明:在两种排放工况下,保护目标水温均未受影响;水体温升分布有显著垂向差异,随着水深增加,...     

PLAXIS在基坑开挖对河道护岸影响评估中的应用

基坑开挖过程中控制地表及周边构筑物的沉降是非常重要的,但是基坑开挖过程具有不可预测性。有限元PLAXIS软件可以对该过程进行数值模拟,分析预测周边构筑物的变形沉降,对基坑支护方案进行评估。本文将结合工程实例运用有限元PLAXIS软件分析基坑开挖过程对周边河道护岸的具体影响。     

隧道施工参数对地表沉降的影响研究

隧道施工选取的敏感性参数对地表沉降的影响尤为重要,以哈尔滨地铁某区间隧道为依托,利 用大型通用岩土工程分析软件ＭＩＤＡＳ／ＧＴＳ建立隧道开挖的数值分析模型,对不同施工工况下的隧道开 挖过程进行模拟并对相应的地表沉降计算结果进行分析。分析结果表明:双线隧道施工时土体扰动范 围相对较大;隧道错距带来的土层变形的影响并不显著;随着隧道埋深的增大,双隧道开挖引起的土层 变形也随之增大。     

钢支撑支锚刚度对基坑围护结构的影响研究

为研究钢支撑支锚刚度对基坑围护结构的影响,文章以福州地铁潘墩站深基坑工程为背景,运用控制变量法,通过理正深基坑计算软件对不同钢支撑支锚刚度工况下深基坑进行计算分析,得出不同钢支撑支锚刚度下支护结构最大侧向位移、内力、基坑周边地表沉降及支撑轴力变化规律。研究结果表明:钢管内支撑刚度从200MN/m 2增加到600MN/m 2,钻孔灌注桩侧移量减小,地表沉降量降低,钻孔灌注桩迎土侧弯矩、背土侧弯矩呈减小趋势,钢支撑轴力增大,钢支撑对背土侧地下钻孔灌注桩的约束大于迎土侧。适当增加内支撑刚度可控制周边土体变形。     

隧道矿山法施工引起的地表沉降预测研究

借助线性回归法,研究隧道施工引起的地表沉降实测数据与Peck公式的拟合程度,根据岩石复合地层特性,对经典Peck公式进行了修正,并通过数值模拟进行了可靠性验证。结果表明,地铁施工引起的地表沉降符合Peck曲线,经过修正得到的最大地表沉降修正系数α与沉降槽宽度修正系数β的最小值分别为0.818 3、0.857,最大值分别为1.164 4、1.379 2,可为类似地质条件下地铁施工引起的地表变形预测提供理论依据。     

盾构隧道穿越水工渠道安全影响模拟分析

针对TBM盾构隧道下穿水工渠道实际工况,考虑渠道、隧道、地层等影响因素,建立三维有限元数值模型进行分析。结果表明,隧道左线开挖时渠道的最大沉降变形为3.19 mm,地表竖向沉降量最大值为8.76 mm;隧道右线开挖时渠道的最大沉降变形为4.54 mm,地表竖向沉降量最大值为8.26 mm;隧道施工所致渠道结构的最大拉应力变化为0.20 MPa,根据相关技术要求中的沉降限值,得出分析结论。     

基于灰色理论的地铁隧道沉降预测分析

由于引起地铁隧道塌陷和地面沉降的触发因素具有不确定性,利用灰色理论建立GM(1,1)模型,对武汉地铁二号线广虎区间的隧道塌陷事故进行了分析预测。结果表明,GM(1,1)模型的预测结果在短期预测中精度较高,在长期预测中虽然误差较短期预测有所增大,但是仍能大致反映出监测点的沉降变形趋势。如果想要提高精度,应该用最新的监测数据建立新的灰色模型进行预测,以使模型不断更新、优化,有利于工程人员对重点部位的沉降趋势有较为准确的把握。     

公路隧道断层破碎带围岩变形规律数值模拟

为研究断层破碎带隧道施工围岩变形规律,采用数值模拟方法分别考查了台阶法、预留核心土法和三台阶法施工时围岩变形及地表沉降情况。结果表明:断层破碎带隧道施工围岩变形量随着荷载步增加趋于稳定,台阶法造成的拱顶沉降值较大,三台阶法和预留核心土法能较好的控制隧道拱顶沉降;隧道周边收敛值也随荷载步增加逐渐稳定,台阶法周边收敛值最大、三台阶法周边收敛值最小;地表沉降随荷载步增加逐渐达到稳定,台阶法施工造成的地表沉降最明显,三台阶法次之,预留核心土法地表沉降控制效果最好;预留核心土法隧道上方横向形成明显的沉降槽,随着荷载步增加沉降槽趋于明显,最终达到稳定。