隧道圍巖變形預測及其在工程中的應用.pdf

1、在隧道工程施工中,圍巖變形穩(wěn)定與隧道工程安全是緊密聯(lián)系在一起的,隧道工程事故的主要表現(xiàn)就是圍巖的失穩(wěn),這就使得我們對隧道圍巖變形監(jiān)控越來越重視,圍巖變形穩(wěn)定的判斷已經成為隧道技術的主要問題。目前,變形預測方法一般主要有經驗系數(shù)法、安全系數(shù)法、數(shù)值法。實際工程中,以上方法均得以廣泛應用,但對于隧道工程而言,以數(shù)值模擬方法為主,由于隧道圍巖的復雜性和不可預見性,使得該方法僅可作為實際工程的理論參考。所以,越來越多的學者把目光投向系統(tǒng)方法,系

2、統(tǒng)方法應用較多的主要是灰色系統(tǒng)理論與神經網(wǎng)絡方法,本文將對這兩種方法在隧道圍巖變形中的應用進行論述。
　　 本文以新建蘭渝鐵路中化馬隧道為主要實例,通過對化馬隧道實際監(jiān)測的變形數(shù)據(jù)的描述和分析,采用灰色系統(tǒng)理論和神經網(wǎng)絡兩種方法進行圍巖變形的后期預測。根據(jù)預測天數(shù)的不同,本文選取不同的前期實測數(shù)據(jù),以這些選取的實測數(shù)據(jù)為基礎,采用兩種預測方法分別對該隧道的圍巖后期變形進行預測。文中對預測后的數(shù)據(jù)均列表顯示,根據(jù)預測數(shù)據(jù)和實測數(shù)據(jù)

3、的對比,選擇最優(yōu)的預測天數(shù),并根據(jù)對比圖形對圍巖變形穩(wěn)定時間作出判斷。
　　 本文在利用灰色理論和神經網(wǎng)絡系統(tǒng)方法對隧道圍巖變形穩(wěn)定時間進行預測的同時,通過對預測實例的分析和討論,探討兩種方法的優(yōu)缺點,對兩種方法的適用性進行了詳細的闡述?；疑A測模型GM(1,1)主要的特點就是模型簡單、可以使用較少的實測數(shù)據(jù)構建模型。這個特點大大降低了建模和運算的難度,但是灰色理論預測模型對于波動性的數(shù)據(jù)來說預測效果不好,而且預測準確性隨著時間

4、的推移而不斷下降。神經網(wǎng)絡對于非線性系統(tǒng)的預測具有良好的性能,但是對網(wǎng)絡進行訓練需要大量的實測數(shù)據(jù),而且神經網(wǎng)絡對于參數(shù)的敏感度很高,需要大量的參數(shù)試算,選取最優(yōu)的參數(shù),不然也很難達到我們預期的效果。
　　 最后,本文對新建蘭渝鐵路中化馬隧道的預測斷面進行了三維數(shù)值模擬。文中采用Ansys軟件進行模擬,模擬化馬隧道預測斷面的圍巖變形、圍巖應力、圍巖彈塑性等方面,根據(jù)模擬結果進行分析和討論,判斷化馬隧道預測斷面圍巖在二次支護前的變