隧洞位移的弹性空间有限元反分析研究

针对地下洞室,本文提出了一种借助弹性空间有限元计算的位移反分析法——相对位移反分析法。该方法不仅可以模拟测点位移释放的过程,而且还能反映位移量测的真实情况,合理地考虑掌子面对围岩变形的空间效应影响。运用这种方法对二滩蒿草湾隧道进行了位移反分析,所得结果较为合理。     

位移反分析法在公路隧道围岩参数确定中的应用

以云南丽香高速公路某隧道为背景,采用位移反分析法对该隧道围岩参数进行了弹塑性反分析,并利用反分析得到的围岩参数进行了有限元弹塑性正分析。通过与实际量测结果进行对比分析,综合比较了不同位移反分析优化方法计算结果的优劣。研究结果表明:采用遗传算法获得的参数反演值进行弹塑性正分析,其结果与实测结果相差较少,平均相对误差为7.33%,可为类似工程反分析的优化方法选取提供参考。     

构皮滩枢纽软岩围岩粘弹性位移反分析研究

 利用粘弹性有限元位移反分析方法对洞室围岩粘弹性变形参数及地应力条件进行了分析，并与岩体现场变形试验及地应力测量结果进行了比较。在位移反分析计算模型中，根据洞室围岩位移观测的实际情况，分别考虑了仪器埋设断面测点的设置时间和开挖工作面推进过程中的影响。通过围岩变形观测资料， 对位移反分析所涉及的某些问题进行了讨论。     

地下洞室围岩位移曲线的特性及位移反分析法

本文通过对线弹性模型、弹塑性模型及双介质模型的分析,讨论了地下洞室围岩变形的特性,提出了一种新的位移反分析方法——双介质模型位移反分析法。此法将地下洞室围岩分为低弹模区和高弹模区进行位移反分析,能使实测位移和计算位移相吻合。     

位移反分析在隧道工程有限元数值模拟中的应用

如何更加准确地获取岩土体的力学参数是提高有限元计算结果准确性的前提。以江西寻乌—全南高速公路桂云山隧道为例,提出采用位移反分析的方法获取围岩的力学参数。根据现场监控量测数据,基于位移反分析程序得到围岩的等效弹性模量及侧压力系数,并将由反分析得到的等效弹性模量及侧压力系数和规范建议的取值分别代入到MIDAS/GTS有限元模拟计算,相比之下,发现基于位移反分析的计算结果与实测值更为接近,表明通过反分析的方法获取岩土体力学参数的途径是可行的。     

大型地下工程围岩力学参数反分析方法研究

基于实时位移监测数据的大型地下工程围岩力学参数反分析理论是实现工程动态反馈优化设计的基本手段。将小波理论与传统BP神经网络结合形成小波神经网络,提高了映射系统的非线性泛化能力;利用均匀设计方法确定围岩待反演物理力学参数组合,并通过有限元正分析计算围岩在相应参数下的理论变形位移,形成网络训练样本集;将小波神经网络作为反分析的人工智能学习算法,映射围岩变形理论位移和力学参数之间的非线性关系;将现场监测位移输入到训练好的网络,计算围岩力学参数的反演值。工程实例验证表明,与传统理论相比,该理论可大大提升反分析的效率和准确性。     

区间参数优化反分析在水利工程中的应用

研究了区间参数摄动法和区间参数优化反分析法,提出了区间参数单调性优化反分析法．基于可变容差优化反分析法,开发了区间优化反分析程序．通过分析得出结论:（1）可利用区间数概念合理解决监测资料中分离分量相关性的问题;（2）可利用工程结构中位移为待反分析材料参数的增函数或减函数的测点位移的上、下限,来反演得到不确定性材料参数的上、下限;（3）工程算例分析表明,区间参数摄动优化反分析法和区间参数单调性优化反分析法都能得到令人满意的参数区间．     

水工洞室围岩参数的反分析及其应用

由于岩体力学参数与岩体结构及所赋存的地质环境中许多因素有关，故基于现场实测资料反演分析所确定的岩体力学参数更加真实客观。本文结合水工洞室开挖过程中围岩的现场变形规律，建立了一套方便适用的地下洞室位移反分析方法，避免了传统设计中围岩因参数不准造成的数值模拟结果的失真，使结构设计更贴近工程实际。     

基于粒子群优化BP神经网络的隧道围岩位移反演分析

针对无锡惠山隧道岩体破碎、围岩稳定性差等特点,基于长期现场监测变形位移数据,借助粒子群算法的参数优化功能,利用Matlab神经网络工具箱编制了优化PSO—BP隧道位移反分析系统。PSO—BP系统利用正交试验设计和有限元方法获得学习样本,再通过粒子群算法搜索最优的神经网络模型参数。用BP神经网络模型建立待反参数与实测位移之间的非线性映射关系,最后用粒子群算法从全局空间上搜索最优反演参数。克服了普通智能优化算法收敛速度慢、正分析计算量大等缺陷,具有全局优化特性。将模型应用于惠山隧道Ⅳ级围岩断面ZK6+485的反分析中,计算结果与实测值对比表明采用PSO—BP预测模型进行隧道位移预测是可行的。     

长春地铁暗挖隧道围岩参数智能位移反分析

为了更加真实的反映岩土体整体特性主要力学参数的取值,以长春地铁某暗挖区间现场监测位移值为依据,通过敏感性分析,确定了该地区对地表变形影响最大的力学参数为弹性模量E和内摩擦角φ,运用MadisGTS三维正算模型、BP神经网络模型组成的智能位移反分析系统对其进行了反分析。运用反分析得到的参数值进行数值模拟,将得到的监测断面位移值与实测值进行了对比,并根据断面的位移云图对隧道围岩的稳定性进行了评价,验证了反分析结果的合理性和准确性。更多还原     

某水电站引水隧洞群的围岩变形量测研究

本文以某水电站引水隧洞工程为例,分析影响洞群围岩变形的主要因素,介绍了该工程洞群围岩变形量测的原理和方法。现场量测资料表明:该工程灰岩收敛变形曲线呈“S”形,而灰页岩互层段收敛变形曲线呈双曲线形。现场收敛变形量测与有限元法计算的洞周边位移比较,两者基本一致。     

位移反分析在三峡工程8号平洞中的初步应用

本文叙述了在三峡工程8号勘探平洞中利用有限元和复变函数计算方法进行位移反分析的计算成果,并与地应力和位移实测值作了比较,对围岩应力场和位移场作了分析。同时也介绍了这两种方法的原理和基本公式。     

强降雨影响下小净距隧道洞口段失稳机理及控制技术研究

强降雨易诱发小净距隧道洞口段出现严重施工灾害。以某高速公路隧道为工程依托,基于现场调查与数值模拟手段,对小净距隧道洞口段围岩失稳特征与影响因素进行分析,提出小净距隧道洞口变形控制技术,并经现场测试验证了其可靠性。研究结果表明：洞口段围岩浅埋松散以及隧道左、右洞开挖错距过短和强降雨是该工程小净距隧道围岩变形过大与塌方的主要诱因;先行洞围岩变形随先行洞与后行洞开挖错距的减小而急剧增大;相较于上下台阶法,七步开挖留核心土法通过减跨作用并及时施作支护措施,在控制围岩变形方面具有显著优势,围岩在浸水劣化后变形大幅度增加,即使增大开挖错距与改变施工工法也无法有效控制其变形;通过回填封闭地表塌陷、增大左、右两洞的开挖错距、采用七步开挖留核心土法施工、缩短开挖进尺、增大支护强度等一系列变形控制技术措施,隧道围岩变形得到了有效控制。     

BP神经网络在隧道围岩力学参数反演中的应用

以谷城至竹溪高速公路珠藏洞隧道施工监测为工程依托,根据现场变形监测数据的指数函数回归方程,对最终变形量进行了预测,并基于其预测值,借助BP神经网络的超强非线性映射能力,对隧道围岩力学参数（变形模量E、黏聚力C、内摩擦角φ）进行反演,以及时掌握开挖围岩类型和材料特性参数,为隧道工程施工和设计提供参数依据,从而达到安全施工和优化设计的目的,以实现隧道的信息化施工与设计。     

深埋高地应力引水隧洞节理围岩稳定性研究

在深埋隧洞开挖过程中,高地应力和结构面发育是控制洞室围岩稳定的关键问题。针对深埋高地应力引水隧洞节理围岩稳定问题,以新疆某深埋高地应力引水隧洞为工程依托,利用水压致裂法和三维水压致裂法对地应力进行现场监测与分析,采用离散元软件3DEC模拟围岩应力场、塑性区以及位移场的变化情况,研究了深埋高地应力下引水隧洞节理围岩的稳定性问题。结果表明:实测得最大主应力在12.4~12.9 MPa范围内,模拟得洞室附近出现0~2.1 m的塑性区,最大位移值为25.1 mm,最大压应力为13.2 MPa,最大拉应力为1.32 MPa,洞室的侧墙和拱底部位的塑性区、位移值较大且出现局部小范围拉应力。结合本文具体工况和实测地应力资料,通过强度理论的方法进行岩爆分析研究,由Russenes岩爆判别式得无岩爆发生,节理岩体处于稳定状态,但随节理裂隙发育,侧墙和拱底易出现破坏,建议采用2.5 m锚杆进行加固。模拟结果与实测结果较为一致,研究成果为工程施工提供参考。     

乌东德水电站导流洞围岩变形特征与处理措施

乌东德水电站共布置5条导流洞（其中左岸2条，右岸3条）。高、低洞洞身段断面呈城门洞型，断面尺寸分别为12 m×16 m和16.5 m×24 m。2012年2月乌东德水电站导流洞开始施工，落雪组因民组极薄层~薄层大理岩化白云岩、层面附绢云母构成的Ⅳ类围岩洞段按5层开挖，在第一层开挖过程中因民组Ⅳ类围岩洞段左顶拱普遍出现塌方，第二层和第三层开挖时，导流洞左右边墙变形位移急剧增大。通过研究导流洞Ⅳ类围岩地质条件及变形失稳模式，分析变形过程与开挖支护的关系。在此基础上优化设计方案，确保了导流洞的安全施工。      

软岩大断面浅埋暗挖隧道施工工法比选数值分析

城市地铁隧道开挖必然会对隧道围岩产生扰动,由此引起的围岩变形会对隧道本身及地表建筑物造成损害。浅埋暗挖隧道因受地质条件、断面大小、岩性情况等影响,在施工过程中易发生开挖面失稳、坍塌等工程事故。为了保证施工安全,合理控制隧道围岩变形,运用FLAC3D有限差分软件,对浅埋暗挖隧道施工工法比选进行数值分析。研究表明:全断面法、台阶法、台阶留核心土法、CD工法、CRD工法开挖引起的拱顶下沉、地表沉降、水平收敛值均逐渐减小,但底部回弹量却以全断面工法最小,现场施工应根据实际工程需求,合理选择施工工法。     

彭水电站尾水洞施工开挖过程数值分析

通过弹塑性有限元计算,对乌江彭水水电站尾水洞开挖过程进行了数值模拟.分析了施工开挖中洞周围岩位移的变化规律和开挖完成后围岩的应力和变形;探讨了由于开挖卸荷引起的岩体力学参数降低对围岩变形、应力的影响.在此基础上,对设计采用的锚固支护措施的加固效果及围岩稳定性作出了评价.计算分析表明:尾水洞群由于洞室开挖洞径大,洞室岩柱相对单薄,围岩开挖变形量较大,各洞最大位移在40～70 mm之间,相邻洞室间岩柱塑性区基本贯通,洞室高边墙的稳定问题将显得较为突出;设计喷锚支护措施处于正常承载状态,能够满足围岩稳定性要求.     

隧道开孔段围岩变形的薄壳理论预测方法研究

隧道围岩变形预测分析理论主要是针对无开孔隧道,而对于隧道开孔产生的围岩变形,相关预测分析研究理论较少.为此,利用薄壳理论对隧道开孔处受力进行分析,同时结合Mindlin公式对隧道开孔段围岩变形公式进行修正,从而得到了隧道开孔围岩变形预测公式.将所得隧道开孔段围岩变形预测公式应用于肯尼亚内马铁路恩贡山隧道开孔段围岩变形预...     

LDP曲线数值求解中波浪形发展问题的解决

围岩纵剖面变形曲线(LDP,longitudinal displacement profile)是采用收敛-约束法进行地下洞室围岩支护设计的基础,针对数值模拟求解LDP曲线时存在的曲线形态波浪形发展变化所带来的围岩收敛位移难以准确把握的问题,从开挖步长与剖分精度的角度对解决这一问题进行了研究,同时分析了岩体开挖模拟方法、岩体自重设置对于围岩收敛变形的影响。结果表明:开挖步长对于围岩纵向变形曲线形态具有较大影响,选择不合适时会存在明显波浪形变化问题,求解LDP曲线时开挖步选择需要与数值计算网格剖分精度紧密结合;岩体开挖的模拟方式对于LDP曲线形态无影响,但对于围岩真实收敛位移具有较大影响;岩体自重对LDP曲线形态及围岩最终位移基本无影响。在求解实际工程LDP曲线时建议采用与网格剖分长度相等的开挖步长,此时对于LDP曲线形态及收敛绝对量值均无影响。研究成果可为地下洞室支护设计中围岩纵剖面曲线的求解提供一定的借鉴和参考。