小木嶺1號隧道圍巖參數(shù)反分析及施工數(shù)值模擬.pdf

1、隨著社會的進(jìn)步，國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人口數(shù)量不斷增加，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)日趨重要。地下空間合理利用越來越受到人們的重視，如交通方面，隧道已經(jīng)成為公路及鐵路等至關(guān)重要的一部分。隧道之類地下工程的修建關(guān)系到巖土體開挖、施作支護(hù)等一系列施工過程，因此研究巖土體的物理力學(xué)參數(shù)對于工程的設(shè)計與施工等都有著十分重要的作用與意義。然而由于地下環(huán)境復(fù)雜，布置大量測試點進(jìn)行測試的成本高，周期長，以及施工影響等各種因素，力學(xué)參數(shù)的獲得較為困難且準(zhǔn)確度不足。為了能

2、夠解決這一問題，國內(nèi)外諸多學(xué)者與專家進(jìn)行了巖土工程反分析的研究。
　　本文以小木嶺1號隧道為研究對象，對于遺傳算法優(yōu)化后的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法進(jìn)行了研究，對隧道進(jìn)行位移反分析，得到反演后的巖土體參數(shù)，并將參數(shù)用于隧道的施工數(shù)值模擬，從而分析了隧道在施工過程中圍巖的位移變形以及應(yīng)力狀況，研究了隧道位移變形以及應(yīng)力在隧道施工各個階段的變化及規(guī)律。本文主要工作如下:
　　(1)對隧道監(jiān)測斷面的原始量測數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，然后對處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)

3、行回歸分析，并對位移的變化情況以及最終穩(wěn)定值進(jìn)行預(yù)測?？紤]隧道開挖的空間效應(yīng)，參考相關(guān)文獻(xiàn)，通過位移釋放率計算監(jiān)測斷面的真實變形量，得到拱頂下沉和凈空收斂分別為18.62mm和9.24mm。
　　(2)選擇人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行巖土力學(xué)參數(shù)反演，并通過遺傳算法優(yōu)化，根據(jù)正交試驗方案對監(jiān)測斷面創(chuàng)立位移反分析的樣本集，創(chuàng)立對應(yīng)的位移反分析系統(tǒng)，通過輸入計算所得位移值反算得到隧道的巖土力學(xué)參數(shù)（E，C，ψ，μ）為(0.67GPa，0.15MP

4、a，26.5°，0.35)。
　　(3)進(jìn)行臺階法施工數(shù)值模擬，對各個施工階段的圍巖位移和應(yīng)力狀況進(jìn)行分析，并繪制相關(guān)曲線，到最后穩(wěn)定時共發(fā)生拱頂下沉位移17.84mm，凈空收斂位移9.21mm。
　　(4)進(jìn)行全斷面法施工數(shù)值模擬，對各個施工階段的圍巖位移和應(yīng)力狀況進(jìn)行分析，并繪制相關(guān)曲線，得到最終拱頂下沉位移20.98mm，凈空收斂位移17.99mm。
　　(5)對比臺階法施工與全斷面法施工時隧道圍巖的位移、應(yīng)力狀