基于仿生智能方法的隧道圍巖穩(wěn)定性評判及預(yù)測.pdf

1、隨著我國道路交通、水電建設(shè)以及礦產(chǎn)能源開發(fā)的深入發(fā)展，特別是西部大開發(fā)以來，修建的各種用途的隧道長度越來越長，跨度越來越寬，埋深越來越深，地質(zhì)條件愈趨復(fù)雜，規(guī)模日益巨大，技術(shù)問題日趨復(fù)雜。而圍巖的穩(wěn)定性直接決定了隧道建筑的安全、穩(wěn)定和正常使用條件，所以圍巖穩(wěn)定性的分析、評判及預(yù)測結(jié)果的正確與否直接關(guān)系到隧道建筑的成敗。如果能夠及時準確地預(yù)測評判圍巖的狀態(tài)，就可盡早地預(yù)見隧道失穩(wěn)并采取相應(yīng)的措施，使由于隧道失穩(wěn)而造成的損失減少到最低程度。

2、 基于上述目的，本論文針對目前隧道圍巖穩(wěn)定性預(yù)測評判中存在著不能很好地剔除監(jiān)測位移中影響隧道穩(wěn)定性判定的虛假噪聲，監(jiān)測點不能完全緊跟掌子面步設(shè)致使隧道開挖后部分重要的前期位移釋放值丟失，且沒有充分利用多個監(jiān)測點的位移監(jiān)測資料的三個典型難題，在廣泛查閱國內(nèi)外有關(guān)隧道圍巖穩(wěn)定性研究、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、基于克隆選擇原理的免疫算法以及多傳感器信息融合的文獻資料的基礎(chǔ)上，著重從圍巖位移信息預(yù)處理、圍巖位移值的前推修正與預(yù)測和多個監(jiān)測點位移信息

3、融合三個方面開展研究。在分析傳統(tǒng)的信息預(yù)處理的方法不足的基礎(chǔ)上，首次應(yīng)用基于奇異值分解的信號處理方法對隧道圍巖的監(jiān)測位移信息進行降噪處理；然后針對BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的缺陷，將BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和基于克隆選擇原理的免疫算法改進并結(jié)合提出免疫克隆BP網(wǎng)絡(luò)，對隧道圍巖的監(jiān)測位移進行前推修正和預(yù)測；在此基礎(chǔ)上，依據(jù)改進的基于克隆選擇原理的免疫算法和信息融合理論提出了基于免疫克隆算法的信息融合方法及圍巖多點監(jiān)測位移信息融合結(jié)構(gòu)模型，結(jié)合近年來提出的變形速率比

4、值法，對隧道圍巖多個監(jiān)測點的位移信息進行了融合處理和綜合分析，提取了能反映隧道圍巖整體狀態(tài)變化的綜合位移信息，并以此來預(yù)測評判隧道圍巖的穩(wěn)定性；最后，用毛爾蓋水電站隧道工程實例對本文提出的各種方法進行了驗證、分析和總結(jié)。 實例結(jié)果表明，本文提出的針對監(jiān)測位移的降噪方法具有較好的降噪效果，提出的針對位移監(jiān)測信息的前推修正和預(yù)測方法具有較高精度，提出的針對多點監(jiān)測位移信息的融合方法也具有較好的融合能力，且在此基礎(chǔ)上對圍巖狀態(tài)的評判有