APDL參數(shù)化有限元在隧道圍巖參數(shù)反演與支護(hù)結(jié)構(gòu)優(yōu)化中的應(yīng)用.pdf

1、近幾年蓬勃興起的山區(qū)高速公路建設(shè)，對(duì)隧道工程的設(shè)計(jì)和施工技術(shù)提出了更高的要求。以工程類比為主的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法，已經(jīng)不能滿足隧道設(shè)計(jì)既安全又經(jīng)濟(jì)的要求?！靶聤W法”的基本要求就是根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)數(shù)據(jù)及時(shí)地判斷圍巖的穩(wěn)定情況，從而選取合理的支護(hù)參數(shù)和支護(hù)時(shí)間，圍巖自承能力評(píng)價(jià)和支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是“新奧法”的關(guān)鍵。本文根據(jù)新奧法隧道的特點(diǎn)，以常吉高速公路巖門界隧道為例，對(duì)隧道圍巖參數(shù)和支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，使隧道設(shè)計(jì)達(dá)到既安全又經(jīng)濟(jì)的目的。 本文利用A

2、NSYS提供的參數(shù)化設(shè)計(jì)語言APDL(ANSYSParametricDesignLanguage)編制用戶優(yōu)化程序來進(jìn)行優(yōu)化分析。利用APDL參數(shù)化有限元設(shè)計(jì)語言建立隧道整體模型，生成了計(jì)算效率高、易于參數(shù)化設(shè)計(jì)的有限元模型，為后面的數(shù)值計(jì)算和優(yōu)化分析提供了方便。 位移反演法就是通過測(cè)量隧道的周邊和圍巖內(nèi)的相對(duì)位移和絕對(duì)位移值來反推圍巖的力學(xué)參數(shù)。優(yōu)化反演法是結(jié)合優(yōu)化技術(shù)來進(jìn)行位移反演的一種新方法，這種方法使反演的效率得到了很大

3、的提高。本文根據(jù)優(yōu)化反演理論，利用隧道監(jiān)控量測(cè)的數(shù)據(jù)，編制APDL優(yōu)化程序，對(duì)巖門界隧道圍巖參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化反演。將圍巖的基本參數(shù)定義為設(shè)計(jì)變量，將現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)位移值與數(shù)值計(jì)算位移值之間的誤差函數(shù)定義為目標(biāo)函數(shù)，在優(yōu)化過程中使誤差函數(shù)取得最小值，而此時(shí)的圍巖參數(shù)即為與實(shí)際情況最為接近的圍巖參數(shù)。 運(yùn)用APDL語言編制用戶程序?qū)λ淼乐ёo(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化，得到了在滿足圍巖穩(wěn)定性要求基礎(chǔ)上的優(yōu)化結(jié)果，并對(duì)優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行了適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，給出了幾種較為