考慮空間效應(yīng)的圍巖位移釋放系數(shù)的確定.pdf

1、隧道是賦存于巖土體中的地下結(jié)構(gòu)物,它和地上結(jié)構(gòu)物的不同之處在于隧道周圍的巖土體是它的主要研究對象,巖土體的穩(wěn)定性和是隧道工程人員非常關(guān)心的一個問題。由于受到賦存環(huán)境的強(qiáng)烈影響,所以巖土體的物理、力學(xué)、構(gòu)造和時間性質(zhì)都非常復(fù)雜,因此科學(xué)的認(rèn)識它的各種性質(zhì)以及隧道開挖后它和支護(hù)結(jié)構(gòu)之間的相互作用是一個比較困難的問題,但是國內(nèi)外的科研工作者和隧道工程設(shè)計人員通過大量的理論分析和工程實踐,已經(jīng)取得了重大的成果,建立了比較完善的隧道工程設(shè)計理論。

2、
　　隧道開挖面的存在對附近的圍巖產(chǎn)生了一個徑向約束的作用,相當(dāng)于施加了一個虛擬支護(hù)力,圍巖的位移和應(yīng)力會隨著開挖面的推進(jìn)而發(fā)生變化,我們稱之為開挖面的空間效應(yīng)。本文將在隧道空間效應(yīng)理論已取得的研究成果的基礎(chǔ)上,對以下幾個問題進(jìn)一步研究,論文的主要工作如下:
　?、賹臻g效應(yīng)的產(chǎn)生機(jī)理、反映空間效應(yīng)約束損失的約束損失因子進(jìn)行分析;并且在考慮了空間效應(yīng)的基礎(chǔ)上分析圍巖的位移釋放,建立了位移釋放系數(shù)和約束損失因子之間的關(guān)系;最后

3、對考慮空間效應(yīng)的圍巖-支護(hù)作用機(jī)制進(jìn)行分析。
　?、诓捎糜邢拊治鲕浖\埋直墻拱形隧道的循環(huán)開挖進(jìn)行數(shù)值模擬,得出圍巖的縱斷面變形曲線和位移釋放系數(shù)曲線,分析隧道的空間效應(yīng)。由于在開挖面空間效應(yīng)的影響范圍內(nèi),圍巖主要產(chǎn)生彈塑性變形,因此本文還將基于摩爾-庫倫強(qiáng)度理論,采用數(shù)值模擬的方法分析巖體的物理力學(xué)參數(shù)以及隧道的埋深比(H/R)對圍巖位移釋放系數(shù)的影響。
　?、墼冖谥醒芯砍晒A(chǔ)上,確定圍巖位移釋放系數(shù)的影響參數(shù),以I

4、V級圍巖為例,采用有限元數(shù)值模擬的方法建立樣本集。以影響參數(shù)的取值作為輸入量,位移釋放系數(shù)的取值作為輸出量,訓(xùn)練BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò);并且對其進(jìn)行驗證,確保網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練的精度。
　　④以重慶兩江橋渝中連接隧道某一區(qū)段為例,采用③中得到的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測出圍巖的位移釋放系數(shù)曲線,并且就位移釋放系數(shù)在選擇支護(hù)時機(jī)時的應(yīng)用進(jìn)行分析。
　　在實際工程中,合理的預(yù)估圍巖的位移釋放系數(shù)對于指導(dǎo)隧道安全合理的施工具有重要的意義。傳統(tǒng)的方法主要通過理論