騾坪隧道施工監(jiān)測(cè)及其圍巖參數(shù)的智能反分析研究.pdf

1、隧道工程信息化動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)與施工的觀(guān)念已經(jīng)越來(lái)越被人們所接受和采用，如何正確給定隧道圍巖的計(jì)算力學(xué)參數(shù)，-直是個(gè)比較棘手的問(wèn)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(chǎng)監(jiān)控量測(cè)資料為依據(jù)，建立了-個(gè)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(shí)際工程中，對(duì)同類(lèi)隧道工程的設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)測(cè)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：

2、 1、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(jì)方法等內(nèi)容，著重分析總結(jié)了騾坪隧道實(shí)施監(jiān)控量測(cè)的必要性、量測(cè)方案的設(shè)計(jì)、量測(cè)頻率的確定以及量測(cè)數(shù)據(jù)的處理與應(yīng)用，并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況合理地制定了監(jiān)控量測(cè)實(shí)施方案；通過(guò)對(duì)騾坪隧道動(dòng)態(tài)施工過(guò)程的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè)，獲得其在開(kāi)挖過(guò)程中的第一手量測(cè)數(shù)據(jù)，掌握隧道在開(kāi)挖過(guò)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

3、形收斂趨于穩(wěn)定的時(shí)間和最終的總變形量，為二次襯砌提供合理的支護(hù)時(shí)機(jī)。 2、針對(duì)隧道工程的特點(diǎn)，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(yàn)證模型。 3、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(diǎn)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(lèi)。通過(guò)分析研究BP網(wǎng)絡(luò)的程序設(shè)計(jì)流程和設(shè)計(jì)方法，總結(jié)了BP網(wǎng)絡(luò)的

4、不足及其相關(guān)的改進(jìn)措施。 4、設(shè)計(jì)不同的反演參數(shù)初始值彈性模量E和泊松比μ，采用正交設(shè)計(jì)、均勻設(shè)計(jì)方法和ANSYS數(shù)值模型對(duì)其進(jìn)行分組模擬試驗(yàn)，利用BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)非線(xiàn)性函數(shù)強(qiáng)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(cè)試樣本與現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)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(yàn)證模型中，正演模擬計(jì)算得到的拱頂下沉和水平收斂位移值基本