【碩士】騾坪隧道施工監(jiān)測及其圍巖參數(shù)的智能反分析研究【2009】

內(nèi)容簡介

　　學(xué)科專業(yè)：巖土工程　　授予學(xué)位：工學(xué)碩士　　學(xué)位授予單位：西華大學(xué)　　學(xué)位年度： 2009年　　隧道工程信息化動態(tài)設(shè)計與施工的觀念已經(jīng)越來越被人們所接受和采用，如何正確給定隧道圍巖的計算力學(xué)參數(shù)，—直是個比較棘手的問題，位移反分析方法為圍巖參數(shù)的獲取提供了一條比較有效的途徑。本文以重慶市巫奉高速公路的騾坪隧道為研究載體，以現(xiàn)場監(jiān)控量測資料為依據(jù)，建立了—個基于MATLAB神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具箱的隧道圍巖參數(shù)的智能反分析系統(tǒng)，并將之應(yīng)用于實際工程中，對同類隧道工程的設(shè)計、施工、監(jiān)測都具有重要的指導(dǎo)意義。本文的主要內(nèi)容與研究成果有：　　l、根據(jù)騾坪隧道的工程概況、工程地質(zhì)條件、水文地質(zhì)條件及該隧道的主體工程設(shè)計方法等內(nèi)容，著重分析總結(jié)了騾坪隧道實施監(jiān)控量測的必要性、量測方案的設(shè)計、量測頻率的確定以及量測數(shù)據(jù)的處理與應(yīng)用，并根據(jù)現(xiàn)場的實際情況合理地制定了監(jiān)控量測實施方案；通過對騾坪隧道動態(tài)施工過程的現(xiàn)場監(jiān)控量測，獲得其在開挖過程中的第—手量測數(shù)據(jù)，掌握隧道在開挖過程中圍巖和襯砌的應(yīng)力和變形的變化情況，應(yīng)用回歸分析等數(shù)學(xué)方法找出圍巖位移的內(nèi)在變化規(guī)律，確定圍巖變形收斂趨于穩(wěn)定的時間和最終的總變形量，為二次襯砌提供合理的支護(hù)時機(jī)。　　2、針對隧道工程的特點，分析了隧道圍巖位移的各種影響因素，初步確定隧道圍巖的待反演參數(shù)，利用ANSYS數(shù)值模擬軟件建立合理的隧道圍巖參數(shù)反演驗證模型?！　?、著重分析概括了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、神經(jīng)元的概念及其所具有的特性、人工神經(jīng)元的模型：然后重點研究了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)行為和學(xué)習(xí)算法，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的分類。通過分析研究BP網(wǎng)絡(luò)的程序設(shè)計流程和設(shè)計方法，總結(jié)了BP網(wǎng)絡(luò)的不足及其相關(guān)的改進(jìn)措施。　　4、設(shè)計不同的反演參數(shù)初始值彈性模量E和泊松比弘，采用正交設(shè)計、均勻設(shè)計方法和ANSYS數(shù)值模型對其進(jìn)行分組模擬試驗，利用BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對非線性函數(shù)強大的映射能力、推廣能力和自學(xué)習(xí)能力，構(gòu)造了人工智能算法的學(xué)習(xí)樣本和測試樣本與現(xiàn)場量測數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析，得到反演參數(shù)的最優(yōu)解。　　5、在已確定反演參數(shù)的基礎(chǔ)上，將所有參數(shù)代入建立的隧道圍巖參數(shù)驗證模型中，正演模擬計算得到的拱頂下沉和水平收斂位移值基本匕與現(xiàn)場實際量測值相符合。進(jìn)而可對未開挖處隧道圍巖變形的收斂值進(jìn)行預(yù)測，為后續(xù)隧道工程的設(shè)計、施工和監(jiān)控量測提供依據(jù)?！　?

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