公路隧道开挖过程力学行为研究

以内蒙古茅荆坝隧道为工程背景,在广泛获取国内外地下工程施工专家知识的基础上,利用现代计算机技术对开挖过程力学行为进行了研究.首先,开发研制了非线性有限元程序USEP2D,可视化地模拟了开挖前后的力学行为、不同开挖步序对隧洞稳定性的影响,同时也可对智能辅助决策及系统决策方案进行验证和准定量分析.其次,采用面向对象的编程技术,提出并开发了施工智能辅助决策系统.该系统含6个子系统和1个公共子系统,即施工方法决策子系统、支护设计子系统、量测预报子系统、工期控制子系统、钻爆设计子系统、施工事故处理系统和围岩分类子系统.同时对施工智能辅助决策系统的知识获取问题进行了探讨,总结并利用现有的专家知识,建立了隧道工程围岩分类、施工方法、支护设计等3个知识库.另外,探讨了遗传神经网络方法在开挖过程位移演化规律预测预报中的应用,用遗传算法优化神经网络结构,首次将遗传算法与神经网络结合起来用于预测、预报施工过程中围岩位移演化规律,使优化后的结果为全局最优,对下一步施工时围岩位移进行了预测,并与实际工程进行了对比分析.最后,工程实例中将决策系统和USEP2D程序应用于茅荆坝隧道工程的辅助决策和优化.

STUDY OF MECHANICAL BEHAVIORS DURING CONSTRUCTION PROCESS OF ROAD TUNNEL