岩质边坡开挖卸荷弹性模量弱化及其反分析

利用FLAC3D软件及内嵌的FISH程序语言编制相应程序,实现每个单元弱化弹性模量的自动计算及计算模型力学参数的自动更新。根据各级开挖卸荷结束后的弹性模量计算值分析弱化弹性模量的分布规律,进而划分弱化弹性模量的等效分布区域。结合PSO改进的BP神经网络算法进行反分析计算,建立各区域等效弹性模量与监测点水平位移关系的网络模型,输入此级边坡开挖卸荷监测点水平位移值到训练好的网络中反演得到区域等效弹性模量。实例应用结果表明,本文方法的计算结果合理,且具有较高的精度,适用于卸荷岩体弹性模量的弱化研究。     

基于免疫算法优化的GA-BP网络在围岩参数反分析中的应用

针对传统BP神经网络、遗传算法在反分析应用过程中存在的问题,将基于免疫算法优化的遗传算法与BP神经网络结合起来,构建了具有更快的收敛速度和更强的全局搜索性能的GA-BP网络,根据某抽水蓄能电站地下洞室的开挖和埋深特点,选取弹性模量和侧压力系数为待反演参数并设定取值范围,以设定的反演参数值和有限元计算得出的洞室理论位移为训练样本,利用GA-BP网络训练此样本,得到洞室位移值与洞室物理力学参数之间的关系,将实测位移值输入训练好的GA-BP网络中获得参数的反演值,通过反演值计算出不同监测断面的位移值,从而验证了GA-BP网络在参数反分析中应用的准确性。     

基于卸荷理论的地下厂房三维数值位移监测分析

根据地下厂房的地质条件与开挖情况,基于卸荷岩体力学理论建立FLAC3D三维数值模型,采用相关监测数据对力学参数进行反演分析,发现位移计算结果与监测数据较吻合,表明建立的力学模型合理、力学参数合适.对比分析0+000.0、0+062.0、0+108.5剖面在开挖、卸荷、加固各工况下的塑性区演化过程可知,加固工况下三剖面强卸荷区的塑性区相对于卸荷工况明显减小,且0+108.5剖面主变洞下方的塑性区消失,表明设计锚固方案可行有效.     

基于卸荷及BP神经网络的地下洞室岩体力学参数反演

实时准确地获得地下洞室岩体的力学参数对地下工程的设计和施工具有重要影响。以某软岩区的水电站引水隧洞为例,基于卸荷岩体力学理论,以大型有限差分程序FLAC3D为计算软件,建立BP神经网络模型对开挖后围岩的力学参数进行反分析,并根据现场实测位移资料对反演所得参数进行工程校核,以保证参数取值的准确性。结果表明,该反演方法合理、有效;得到的参数能满足工程要求,可为隧洞围岩的长期稳定和位移变化预测提供理论依据。     

基于BP人工神经网络的引水系统平硐围岩参数反演分析

鉴于影响围岩稳定性的一个重要因素是岩体的开挖、卸荷过程引起围岩质量劣化和变形,基于卸荷岩体力学理论及方法,利用BP人工神经网络对丹巴电站平硐围岩参数进行了反演,有效降低了参数选取过程中的主观因素,并将反演所得参数代入三维模型进行数值模拟计算。结果表明,计算所得的测线收敛值变化趋势与监测数据大致相同,可见利用BP人工神经网络能获得反映岩体真实性能的参数值。     

卸荷岩体尺寸效应数值模拟研究

针对边坡及地下工程中确定卸荷岩体变形和强度参数是掌握卸荷岩体的尺寸效应的关键,采用大型有限元软件ADINA构建了不同卸荷岩体尺度的数值仿真模型进行计算分析,并研究了卸荷岩体的变形和强度参数,与试验结果比较,获得了卸荷岩体尺寸效应的相关规律.     

极限学习机在初始地应力场反演中的应用

针对BP网络收敛速度慢、网络结构难确定、过拟合等缺点,提出将极限学习机(ELM)应用于区域地应力场反演计算中。利用FLAC3D软件进行正分析平衡计算,以实测点处应力值为网络输入,边界条件和岩石力学参数为网络输出,建立ELM反演模型。将该模型应用于某水电站地下厂房区地应力场反演分析中,计算结果与实测应力值拟合较好,说明该模型简单、实用,具有良好的泛化性和反演精度,可满足工程设计要求。研究成果为初始地应力场的反演计算提供了一种新思路。     

分组量子遗传算法在某翻转式弧形门水闸地基土层力学参数反演中的应用

复杂运行条件下水闸的材料力学参数随着服役时间的增长往往会发生变化,因而利用现场原型监测资料对水闸材料力学参数进行实时反演,对掌握水闸整体安全工作性态具有重要价值。基于分组量子遗传算法建立水闸地基土层力学参数有限元联合反演模型,通过Matlab编程建立有限元软件调用接口,利用工程实测值与有限元计算值确立误差适应度函数,并通过分组量子遗传算法进行智能寻优,实现水闸地基土层力学参数反演。实例应用表明,该方法反演精度及运行速度均高于传统遗传算法,具有一定的实践应用价值。     

基于烟花算法的重力坝坝基模量在线反演分析

针对混凝土坝材料力学参数反演过程中存在寻优性能不高、反演效率低的问题,提出一种基于烟花算法的重力坝坝基模量反演分析的方法,并利用Python语言编制基于烟花算法的在线反演分析系统,将测点的有限元计算的位移值与实测值的残差加权平方和作为目标函数,利用爆炸火花、高斯变异火花和精英选择策略等建立烟花算法模型,在可行域内搜索最优反演参数,再应用Python轻量级框架Flask进行坝基模量反演分析模块开发,最后应用开源可视化库Echarts在Web端展示有限元分析结果信息。实际应用结果表明,烟花算法寻优能力很强、算法收敛速度快,测点计算位移值与监测值吻合较好,说明该算法在混凝土重力坝坝基模量中具有一定的实际应用价值。     

基于Nelder-Mead算法与有限单元法的岩土力学参数反演

提出了基于Nelder-Mead优化算法与有限单元法反演岩土力学参数的方法,以测点的实测值与计算值建立精确罚函数误差模型,并将有限元程序ABAQUS作为模块嵌入Nelder-Mead优化算法中编制了优化反分析程序.算例结果表明,该法局部搜索能力较强,反演精度高,可应用于岩土工程中的反演分析.