小木岭1号隧道围岩参数反分析及施工数值模拟

发布时间：2019-09-12 16:17

【摘要】：随着社会的进步,国民经济的快速发展,人口数量不断增加,基础设施建设日趋重要。地下空间合理利用越来越受到人们的重视,如交通方面,隧道已经成为公路及铁路等至关重要的一部分。隧道之类地下工程的修建关系到岩土体开挖、施作支护等一系列施工过程,因此研究岩土体的物理力学参数对于工程的设计与施工等都有着十分重要的作用与意义。然而由于地下环境复杂,布置大量测试点进行测试的成本高,周期长,以及施工影响等各种因素,力学参数的获得较为困难且准确度不足。为了能够解决这一问题,国内外诸多学者与专家进行了岩土工程反分析的研究。本文以小木岭1号隧道为研究对象,对于遗传算法优化后的BP神经网络方法进行了研究,对隧道进行位移反分析,得到反演后的岩土体参数,并将参数用于隧道的施工数值模拟,从而分析了隧道在施工过程中围岩的位移变形以及应力状况,研究了隧道位移变形以及应力在隧道施工各个阶段的变化及规律。本文主要工作如下:(1)对隧道监测断面的原始量测数据进行处理,然后对处理后的数据进行回归分析,并对位移的变化情况以及最终稳定值进行预测。考虑隧道开挖的空间效应,参考相关文献,通过位移释放率计算监测断面的真实变形量,得到拱顶下沉和净空收敛分别为18.62mm和9.24mm。(2)选择人工神经网络进行岩土力学参数反演,并通过遗传算法优化,根据正交试验方案对监测断面创立位移反分析的样本集,创立对应的位移反分析系统,通过输入计算所得位移值反算得到隧道的岩土力学参数(E,C,ψ,μ)为(0.67GPa,0.15MPa,26.5°,0.35)。(3)进行台阶法施工数值模拟,对各个施工阶段的围岩位移和应力状况进行分析,并绘制相关曲线,到最后稳定时共发生拱顶下沉位移17.84mm,净空收敛位移9.21mm。(4)进行全断面法施工数值模拟,对各个施工阶段的围岩位移和应力状况进行分析,并绘制相关曲线,得到最终拱顶下沉位移20.98mm,净空收敛位移17.99mm。(5)对比台阶法施工与全断面法施工时隧道围岩的位移、应力状态,认为小木岭1号隧道采用上下台阶开挖是更有利于隧道稳定。
【图文】：

拱顶下沉时态曲线图

净空收敛时态曲线图
【学位授予单位】：兰州交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：U451.2;U455

【参考文献】

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本文编号：2535233