基于敏感性分析的围岩力学参数反演方法研究

发布时间：2018-09-08 17:05

【摘要】：由于影响隧道变形的围岩强度参数和变形参数较多,现有的反分析研究主要集中在算法的优化上,因而忽略了工程应用的便利性和实用性。针对这种状况,以南京某隧道工程为依托,结合数值模拟,提出了基于敏感性分析的反演方法。根据工程实际,将围岩和支护结构综合考虑分为初始围岩区(简称Z1),松动圈与锚杆锚固共同作用区(简称Z2)以及钢支撑和喷射砼等效作用区(简称Z3);通过安排试算初始值,利用FLAC3D程序计算并分析不同的力学参数对不同隧道变形的敏感性,从而确定反演流程;根据反演流程结合各测点的实测变形值获取合理、准确的围岩力学参数。研究结果表明:与常规的反演方法相比,通过敏感性分析确定隧道不同变形的主控因素,以此变形来反演该主控因素参数在很大程度上提高了工程应用的效率与可靠度;拱顶下沉受Z1区弹性模量E1、Z2与Z1区弹性模量比值n的影响较大,受围岩泊松比μ1的影响相对较小;隧道收敛受E1、n、μ1三者的影响都较大;围岩力学参数反演结果为E1=362.6 MPa、n=0.62、μ1=0.30;现场应用证明了该方法的有效合理性。
[Abstract]:Due to the large number of surrounding rock strength parameters and deformation parameters which affect the tunnel deformation, the existing back analysis mainly focuses on the optimization of the algorithm, thus neglecting the convenience and practicability of engineering application. In view of this situation, based on a tunnel project in Nanjing and numerical simulation, an inversion method based on sensitivity analysis is proposed. According to engineering practice, the comprehensive consideration of surrounding rock and supporting structure is divided into initial surrounding rock zone (Z1), zone of joint action of loose ring and anchor rod (Z2) and equivalent action zone of steel bracing and shotcrete (Z3). The sensitivity of different mechanical parameters to different tunnel deformation is calculated and analyzed by FLAC3D program, and the inversion process is determined, and the reasonable and accurate mechanical parameters of surrounding rock are obtained according to the inversion process combined with the measured deformation values of each measuring point. The results show that: compared with the conventional inversion method, the main control factors of different deformation of tunnel are determined by sensitivity analysis, and the parameters of the main control factors are retrieved by this method to a great extent, which improves the efficiency and reliability of engineering application. The ratio of elastic modulus of Z _ 1 zone E _ 1 ~ Z _ 2 to Z _ 1 zone is greater than that of surrounding rock Poisson's ratio 渭 1, and the tunnel convergence is influenced by E _ 1N, 渭 _ 1, the ratio of elastic modulus of Z _ 1 zone to Z _ 1 zone is greater than that of surrounding rock Poisson's ratio 渭 1. The inversion result of mechanical parameters of surrounding rock is E _ (1) 362.6 MPa,n=0.62, 渭 _ (1) 0.30. The field application shows that this method is effective and reasonable.
【作者单位】： 解放军理工大学国防工程学院;
【分类号】：U451.2

【参考文献】

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