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山岭隧道围岩参数智能反演及稳定性分析 被引量：15
1
作者 王述红 董福瑞 +2 位作者 朱宝强 刘欢 张泽 《应用基础与工程科学学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第5期1171-1185,共15页
隧道围岩参数的确定直接关系到围岩稳定性评价的准确性,为确保围岩力学参数取值的合理性,提出一种新的围岩参数智能反演模型.利用模拟退火算法(SA)的退火策略对遗传算法(GA)进行优化,组成GASA智能模型,以此对极限学习机(ELM)的初始权值... 隧道围岩参数的确定直接关系到围岩稳定性评价的准确性,为确保围岩力学参数取值的合理性,提出一种新的围岩参数智能反演模型.利用模拟退火算法(SA)的退火策略对遗传算法(GA)进行优化,组成GASA智能模型,以此对极限学习机(ELM)的初始权值和阈值进行优化;将GASA-ELM模型应用于重庆市兴隆隧道(ZK38+020)~(ZK38+010)断面围岩力学参数反演中,基于现场实测变形反演得出围岩力学参数,并输入到ANSYS中计算得到位移正算值,与已有模型进行对比;最后利用计算结果对ZK38+010断面围岩稳定性进行分析,预测了该断面的变形量和变形速率.结果表明:模型反演所得参数在ANSYS中正算结果与现场实测值相对误差均在5.4%以内,均优于已有研究中的GA-BP及BP模型,表明了反演结果合理可靠;而ZK38+010断面将在开挖后46d左右进入稳定阶段.研究成果可为山岭隧道围岩力学参数反演提供参考,具有理论意义和工程实用价值. 展开更多
关键词 隧道工程 围岩参数反演 遗传退火算法(GASA) 极限学习机(ELM) 围岩稳定性
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基于SGD算法优化的BP神经网络围岩参数反演模型研究
2
作者 孙泽 宋战平 +1 位作者 岳波 杨子凡 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2023年第12期2066-2076,共11页
为充分利用现场监测数据所反馈的围岩变形信息,对岩体力学参数进行反演,以贵州省剑河至黎平高速公路TJ-1标段牛练塘隧道为工程背景,选择围岩弹性模量、黏聚力、泊松比及内摩擦角为影响因素,通过设计正交试验及有限元模拟,获取25组围岩... 为充分利用现场监测数据所反馈的围岩变形信息,对岩体力学参数进行反演,以贵州省剑河至黎平高速公路TJ-1标段牛练塘隧道为工程背景,选择围岩弹性模量、黏聚力、泊松比及内摩擦角为影响因素,通过设计正交试验及有限元模拟,获取25组围岩物理力学参数组合及其对应的拱顶沉降值和拱腰收敛模拟值。基于随机梯度下降算法(stochastic gradient descent algorithm,简称SGD算法)对传统BP神经网络模型进行改进,建立以拱顶沉降值和拱腰收敛值为输入参数,以围岩弹性模量、黏聚力、泊松比及内摩擦角为输出值的基于SGD算法优化的BP神经网络模型,实现围岩参数的反演分析。将反演所得的围岩参数代入有限元模型,验证优化BP神经网络模型的可行性和准确性。最后,分析围岩变形及初期支护受力特性并给出施工建议。结果表明:1)基于SGD算法优化的BP神经网络模型计算得出的拱顶沉降值、拱腰收敛值、拱肩收敛值与现场实测值的相对误差率在2.50%~24.01%,均低于传统BP神经网络模型计算得出的误差率(11.51%~93.71%),验证优化BP神经网络模型的可行性和优越性;2)上、下台阶拱脚处的喷层和锚杆有应力集中现象,有破坏风险,建议施工中加强拱脚支护,防止发生工程事故。 展开更多
关键词 隧道工程 围岩参数反演 随机梯度下降算法 神经网络 正交试验法 数值模拟
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香炉山隧洞5#支洞应急抢险段围岩参数反演及稳定性分析
3
作者 韩钢 黄书岭 +3 位作者 丁秀丽 马旭强 张雨霆 何军 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2022年第12期56-61,67,共7页
在建的滇中引水工程香炉山隧洞5#支洞穿越活动断裂带,地质条件极为复杂,施工过程中发生过严重的涌水突泥灾害,围岩稳定问题极为突出,严重制约施工进度和工程安全。为深入系统地研究5#支洞应急抢险洞段合理的围岩力学参数及隧洞稳定性情... 在建的滇中引水工程香炉山隧洞5#支洞穿越活动断裂带,地质条件极为复杂,施工过程中发生过严重的涌水突泥灾害,围岩稳定问题极为突出,严重制约施工进度和工程安全。为深入系统地研究5#支洞应急抢险洞段合理的围岩力学参数及隧洞稳定性情况,充分利用现场监测及物探资料,采用基于神经网络和遗传算法的位移反演方法确定了应急抢险洞段围岩的力学参数;并在此基础上,模拟施工开挖支护全过程,进行了围岩稳定性分析。结果表明:在当前开挖支护条件下,5#支洞应急抢险洞段整体处于稳定状态,除桩号K0+501—513洞段右边墙围岩变形量较大外,其余部位围岩变形量整体<15 cm;塑性区深度在2~5 m范围内;支护结构受力整体处于正常水平。相关研究结果对于5#支洞后续洞段或相近条件隧洞安全快速施工具有指导意义。 展开更多
关键词 围岩参数反演 神经网络 遗传算法 稳定性分析 香炉山隧洞
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基于点云数据的围岩力学参数反演方法研究
4
作者 侯刚栋 《中国煤炭地质》 2021年第5期67-71,共5页
依托南昌地铁1号线盾构工程,探讨基于三维扫描检测技术的围岩力学参数反演方法应用在隧道施工过程中的可行性。具体流程如下:三维扫描获取测点的点云数据并分析计算出管片的位移场,选取周边收敛作为反演的目标值;建立有限元模型,选取敏... 依托南昌地铁1号线盾构工程,探讨基于三维扫描检测技术的围岩力学参数反演方法应用在隧道施工过程中的可行性。具体流程如下:三维扫描获取测点的点云数据并分析计算出管片的位移场,选取周边收敛作为反演的目标值;建立有限元模型,选取敏感性参数弹性模量、内摩擦角、黏聚力建立多个工况并进行反演计算。结果表明:基于三维扫描技术的监测方式较传统监测方式更高效且精确;同时,当围岩弹性模量取值8GPa、黏聚力为700kPa、内摩擦角为28°时,隧道周边收敛值与检测值最为吻合。反演得到的围岩参数值较勘察设计参数值偏低,因此将围岩参数反演方法应用在隧道施工过程参数动态调整中,可以降低隧道施工成本。 展开更多
关键词 地铁盾构 三维扫描检测 断面收敛 数值模拟 围岩参数反演
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基于隧洞围岩参数反演与地质判释的快速动态设计研究
5
作者 赵阿丽 《陕西水利》 2016年第5期18-20,共3页
本文针对引汉济渭秦岭隧洞地质环境复杂、不确定性影响因素多、施工风险高等特点,在试验洞施工过程中,通过监测围岩收敛变形、反演围岩地质参数、施工地质等手段,迅速对设计进行动态调整、修正和优化,进行了基于隧洞施工围岩参数反演及... 本文针对引汉济渭秦岭隧洞地质环境复杂、不确定性影响因素多、施工风险高等特点,在试验洞施工过程中,通过监测围岩收敛变形、反演围岩地质参数、施工地质等手段,迅速对设计进行动态调整、修正和优化,进行了基于隧洞施工围岩参数反演及地质判释的动态设计的研究,初步探索了一条适合引汉济渭工程秦岭隧洞工程的动态设计方法及途径,以期为其他类似工程设计及施工提供参考。 展开更多
关键词 秦岭隧洞 围岩参数反演 地质判释 动态设计 研究
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围岩力学参数反演的GSA-BP神经网络模型及应用 被引量：18
6
作者 王开禾 罗先启 +1 位作者 沈辉 张海涛 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第S1期631-638,共8页
针对遗传算法(GA)存在早熟现象和局部寻优能力较差等缺陷,引入具有很强局部搜索能力的模拟退火算法(SA),组成改进的遗传模拟退火算法(GSA)提高优化问题的能力和求解质量。针对BP神经网络容易陷入局部最小和收敛速度慢等方面的不足,应用... 针对遗传算法(GA)存在早熟现象和局部寻优能力较差等缺陷,引入具有很强局部搜索能力的模拟退火算法(SA),组成改进的遗传模拟退火算法(GSA)提高优化问题的能力和求解质量。针对BP神经网络容易陷入局部最小和收敛速度慢等方面的不足,应用改进的遗传模拟退火算法搜索BP神经网络的最优权值和阀值,提高BP神经网络的预测精度,建立了围岩力学参数反分析的GSA-BP神经网络模型。将该模型应用于乌东德水电站右岸地下厂房围岩力学参数的反演分析中,根据监测围岩变形数据反演围岩力学参数,反演所得参数应用到正计算分析中,得出的计算位移与实测值吻合较好,说明该方法的有效性和应用于该工程的可行性。 展开更多
关键词 围岩力学参数反演 正交设计 遗传模拟退火算法(GSA) BP神经网络
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隧道围岩特性参数反演及有限元分析 被引量：3
7
作者 徐建国 《铁道建筑》 北大核心 2012年第4期85-88,共4页
基于隧道围岩收敛变形观测数据,运用系统识别灵敏度分析理论开展隧道围岩材料特性参数反演。采用反演得到的隧道围岩特性参数进行隧道二维有限元建模与数值仿真分析,得到了隧道开挖后的位移和内力分布特性,同时还开展了隧道边坡稳定分析... 基于隧道围岩收敛变形观测数据,运用系统识别灵敏度分析理论开展隧道围岩材料特性参数反演。采用反演得到的隧道围岩特性参数进行隧道二维有限元建模与数值仿真分析,得到了隧道开挖后的位移和内力分布特性,同时还开展了隧道边坡稳定分析,得到的结论可供隧道设计和施工参考。 展开更多
关键词 隧道收敛变形 灵敏度分析 围岩特性参数反演
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隧道围岩特性参数反演与开挖方法数值分析 被引量：1
8
作者 徐建国 王复明 蔡迎春 《路基工程》 2009年第2期27-28,共2页
以隧道围岩收敛变形数据,运用系统识别灵敏度分析理论进行隧道围岩特性参数反演。采用反演的隧道围岩特性参数进行隧道施工不同开挖方法的有限元数值仿真分析比较,说明台阶法是较为合理和安全的施工方法。
关键词 隧道收敛变形 系统识别灵敏度分析 围岩特性参数反演 开挖方法有限元仿真
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