籃家?guī)r隧道洞口段圍巖參數(shù)反分析及施工數(shù)值模擬研究

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1、Ｕ２５公開中圖分類號：密級；ＵＤＣ本校編號：；菊Ｗ《遺乂＃碩±學(xué)位論文論文題目：益冢巖隧道洞口段函巖參教反分析及施王數(shù)值模擬研究任曰月洋學(xué)號０２１２２０７研究生姓名：；嚴(yán)松Ｓ；職稱：—學(xué)校指導(dǎo)教師姓名＿工學(xué)碩巧位橋梁與隧道王程輔學(xué)位等級：專２Ｐ１５＾４＾２〇１５年６論文提交日期：論文答辯日期；蘭ｙ獨(dú)創(chuàng)性聲明本入聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特別加Ｗ標(biāo)注和致謝之處外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研巧成果，也不包含獲得蘭一州

2、交通大學(xué)或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。與我同工作的同志對本研巧所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。＾學(xué)位論文作者簽名：：簽字曰期公年＾月＇曰（＿｜學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解蘭州交通大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定。特授權(quán)蘭州交通大，并采用影印筆可將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索、縮印或掃描等復(fù)制手、匯編供查閱和借閱。段保存。同意學(xué)校向國家有關(guān)部口或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤（保密的學(xué)位論文在解密后適用本授權(quán)說明）＾：簽學(xué)位論文作者簽名：巧詞年導(dǎo)師簽名＾娘參

3、字日期：貝（々０簽字曰期：於（ｉ牟《月化曰碩士學(xué)位論文籃家?guī)r隧道洞口段圍巖參數(shù)反分析及施工數(shù)值模擬研究TheResearchonBackAnalysisofRockParametersAndNumericalSimulationofLanjiayanTunnelPortalConstruction作者姓名：任明洋學(xué)科、專業(yè)：橋梁與隧道工程學(xué)號：0212207指導(dǎo)教師：嚴(yán)松宏完成日期：2015-4蘭州交通大學(xué)LanzhouJiaotongUniversity蘭州交通大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國修建了大量的鐵路和公路，隧道等地下結(jié)構(gòu)建設(shè)

4、面臨著巨大的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。地下工程所賦存地質(zhì)體的物理力學(xué)參數(shù)對隧道工程的設(shè)計、施工和力學(xué)分析有著重要意義，關(guān)系到地下工程的安全性和經(jīng)濟(jì)性。然而由于地下環(huán)境的復(fù)雜性，使得這些重要的物理力學(xué)參數(shù)難以確定。為解決這一問題，本文以籃家?guī)r隧道洞口段為研究對象，研究了基于MEABP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的位移反分析方法并將反演得到的圍巖參數(shù)用于主洞隧道施工數(shù)值模擬，分析了隧道施工中圍巖-支護(hù)結(jié)構(gòu)位移和應(yīng)力特點(diǎn)，研究了隧道變形的全過程曲線和隧道洞壁各測點(diǎn)位移釋放率隨時間和位置的關(guān)系。本文主要研究內(nèi)容和成果有以下幾個方面：（1）對平行導(dǎo)洞監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析，并對隧道監(jiān)測數(shù)據(jù)的穩(wěn)定值進(jìn)行預(yù)測。

5、在隧道開挖空間效應(yīng)的基礎(chǔ)上，根據(jù)前人研究，參考山東大學(xué)李術(shù)才對Ⅴ級圍巖上下臺階法開挖后釋放率計算值，以平導(dǎo)PDK51+326斷面為例計算了隧道測點(diǎn)的真實(shí)變形量。（2）針對BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的缺陷采用思維進(jìn)化算法優(yōu)化BP網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)正交試驗(yàn)方案采用FLAC2D對平導(dǎo)洞正算構(gòu)建位移反分析樣本集，通過學(xué)習(xí)訓(xùn)練建立基于MEABP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的位移反分析系統(tǒng)，并輸入計算的真實(shí)變形量反演出該段隧道的圍巖參數(shù)。（3）根據(jù)平行導(dǎo)洞反演的圍巖參數(shù)正算主洞隧道施工，并對K51+310斷面在上下臺階開挖后的位移和應(yīng)力分析，得出了隧道施工中該斷面的位移和應(yīng)力分布規(guī)律。（4）根據(jù)主洞施工中拱頂、拱腰

6、、拱腳以及它們中間部位的水平和豎向位移全過程曲線變化，分析了其變化趨勢及原因，發(fā)現(xiàn)上下臺階法施工的隧道，洞壁各關(guān)鍵部位豎向位移變化受下臺階開挖影響比水平位移受的影響小。（5）根據(jù)數(shù)值模擬中對K51+326斷面的記錄，研究了隧道洞壁各關(guān)鍵部位（拱頂、拱腰、拱腳和它們的中間部位）的位移和位移釋放率隨時間的變化曲線，得出了以下結(jié)論：靠近拱頂部位的位移釋放率普遍偏大，沿著洞壁從拱頂?shù)焦澳_位移和位移釋逐漸減小，拱腳處達(dá)到最小；測點(diǎn)位置固定時，測點(diǎn)位移及釋放率隨時間大致符合S曲線；時間固定時，各關(guān)鍵部位測點(diǎn)位移和位移釋放率大致關(guān)于測點(diǎn)位置與豎向的夾角呈二次拋物線關(guān)系；由于研

7、究問題的特殊性，將位移釋放率函數(shù)簡化為關(guān)于測點(diǎn)位置與豎向夾角?和時間t的二元函數(shù)，采用多元回歸得出表達(dá)式。對比擬合誤差，發(fā)現(xiàn)該函數(shù)在t?0附近區(qū)域有少量誤差，在t?0區(qū)域且稍遠(yuǎn)離t?0的區(qū)域誤差較小，回歸效果較好。（6）最后根據(jù)已研究的位移釋放率的變化規(guī)律，結(jié)合K51+326斷面實(shí)測拱頂沉降序列，采用S型曲線對實(shí)測序列進(jìn)行修正，得出了隧道施工斷面變形的全過程曲線表達(dá)式。關(guān)鍵詞：位移反分析；圍巖參數(shù)；MEABP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；位移釋放率I籃家?guī)r隧道洞口段圍巖參數(shù)反分析及施工數(shù)值模擬研究AbstractWiththerapiddevelopmentofnationalec

8、onomy,ourcou