小木嶺1號隧道圍巖參數反分析及施工數值模擬.pdf

1、隨著社會的進步，國民經濟的快速發(fā)展，人口數量不斷增加，基礎設施建設日趨重要。地下空間合理利用越來越受到人們的重視，如交通方面，隧道已經成為公路及鐵路等至關重要的一部分。隧道之類地下工程的修建關系到巖土體開挖、施作支護等一系列施工過程，因此研究巖土體的物理力學參數對于工程的設計與施工等都有著十分重要的作用與意義。然而由于地下環(huán)境復雜，布置大量測試點進行測試的成本高，周期長，以及施工影響等各種因素，力學參數的獲得較為困難且準確度不足。為了能

2、夠解決這一問題，國內外諸多學者與專家進行了巖土工程反分析的研究。
　　本文以小木嶺1號隧道為研究對象，對于遺傳算法優(yōu)化后的BP神經網絡方法進行了研究，對隧道進行位移反分析，得到反演后的巖土體參數，并將參數用于隧道的施工數值模擬，從而分析了隧道在施工過程中圍巖的位移變形以及應力狀況，研究了隧道位移變形以及應力在隧道施工各個階段的變化及規(guī)律。本文主要工作如下:
　　(1)對隧道監(jiān)測斷面的原始量測數據進行處理，然后對處理后的數據進

3、行回歸分析，并對位移的變化情況以及最終穩(wěn)定值進行預測?？紤]隧道開挖的空間效應，參考相關文獻，通過位移釋放率計算監(jiān)測斷面的真實變形量，得到拱頂下沉和凈空收斂分別為18.62mm和9.24mm。
　　(2)選擇人工神經網絡進行巖土力學參數反演，并通過遺傳算法優(yōu)化，根據正交試驗方案對監(jiān)測斷面創(chuàng)立位移反分析的樣本集，創(chuàng)立對應的位移反分析系統，通過輸入計算所得位移值反算得到隧道的巖土力學參數（E，C，ψ，μ）為(0.67GPa，0.15MP

4、a，26.5°，0.35)。
　　(3)進行臺階法施工數值模擬，對各個施工階段的圍巖位移和應力狀況進行分析，并繪制相關曲線，到最后穩(wěn)定時共發(fā)生拱頂下沉位移17.84mm，凈空收斂位移9.21mm。
　　(4)進行全斷面法施工數值模擬，對各個施工階段的圍巖位移和應力狀況進行分析，并繪制相關曲線，得到最終拱頂下沉位移20.98mm，凈空收斂位移17.99mm。
　　(5)對比臺階法施工與全斷面法施工時隧道圍巖的位移、應力狀