【碩士】灰色理論在隧道信息化施工中的應用及施工數(shù)值分析【2008】

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內(nèi)容簡介

　　學科專業(yè)：道路與鐵道工程　　授予學位：工學碩士　　學位授予單位：中南大學　　學位年度： 2008年　　隧道及地下工程的特點是水文地質(zhì)環(huán)境復雜，不確定性因素很多，本身就是一個灰色系統(tǒng)。隧道信息化施工通過在施工過程中根據(jù)實際監(jiān)測情況及時反饋信息，建立地層最終穩(wěn)定時間、最終變位量等為內(nèi)容的判斷準則，能有效避免施工中重大事故的發(fā)生，實現(xiàn)隧道工程的安全和經(jīng)濟目標?！　”疚脑谙到y(tǒng)研究了灰色系統(tǒng)理論中的各種預測模型和關(guān)聯(lián)分析方法的基礎(chǔ)上，針對其求解模型參數(shù)和評價方法上存在的不足和缺陷，做了一些有效的探討，并將其應用到工程實踐中。圍繞隧道信息化設(shè)計的原理、方法和使?！　∮眉夹g(shù)，進行的主要研究內(nèi)容如下：　　1．研究了灰色關(guān)聯(lián)度分析計算方法，以及適用原則，探討了鄧氏灰色關(guān)聯(lián)在應用上的不足。以灰色理論在隧道信息化施工中的應用為基礎(chǔ)，引入灰色系統(tǒng)理論中灰色關(guān)聯(lián)分析法，建立圍巖穩(wěn)定分類的灰色模型，對圍巖穩(wěn)定分類進行研究，并對隧道施工開挖方案的進行優(yōu)化決策?！　?．介紹了經(jīng)典GM(I，1)模型的使用條件。①經(jīng)典GM(1，1)模型描述的是一類具有指數(shù)遞變趨勢的動態(tài)線性系統(tǒng)。②當利用GM(1，1)模型進行預測時，在預測階段，模型系統(tǒng)的動態(tài)行為特征應與對象系統(tǒng)的動態(tài)行為特性相吻合。@GM(1，1)模型只適于做短期預測。3．針對GM(1，1)模型存在的問題，本文研究了DGM(2，1)模型、Verhulst模型、GM(1，1)參數(shù)優(yōu)化模型、DGM(2，1)參數(shù)優(yōu)化模型、Verhulst參數(shù)優(yōu)化模型，明顯地改善了模型的誤差精度。通過實例，指出灰色GM(1，1)模型適合于隧道圍巖位移變形的短期預測，DGM(2，1)模型和Verhulst模型要優(yōu)于GM(1，1)模型，其精度較高，適合隧道圍巖位移變形預測?！　?．介紹了隧道信息化設(shè)計的基本原理，以及量測信息在隧道信息化施工中的應用；從監(jiān)控量測的結(jié)果來看，各量測項目均能達到收斂，圍巖趨于穩(wěn)定，這說明關(guān)口埡隧道的初期支護參數(shù)是能滿足實際要求，本隧道采用的分上、下臺階的施工方法是適宜的?！　?．文章以山嶺隧道施工為工程背景，用FLAC2D程序模擬了隧道動態(tài)開挖過程，對比了毛洞開挖和加錨桿、噴錨支護開挖圍巖的不同變化情況，分析了錨桿和錨噴支護對軟弱圍巖的加固機理和作用。數(shù)值模擬結(jié)果與實際量測結(jié)果對比，比較吻合，說明采用的隧道支護方案的可行性是滿足的?！　?

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