基于Mohr-Coulomb准则隧道围岩-支护体系协同作用下支护强度分析

确定围岩-支护结构体系动态协同变形关系是地下工程支护需要解决的关键问题之一。运用Mohr-Coulomb准则推导隧道开挖支护后围岩径向变形与支护结构径向变形的协同方程,探讨Ⅳ级围岩塑性半径、围岩位移及支护刚度随支护强度的变化关系;并运用FLAC3D数值模拟验证协同变形方程的合理性和有效性。结果表明:（1）围岩-支护结构体系协同变形方程能很好的反映围岩位移和塑性区半径随支护强度变化的关系,且相互关系是非线性的。（2）支护强度为0.75Mpa时,理论计算拱顶沉降为18.9mm、数值模拟拱顶沉降为21.6mm;支护强度为1.5Mpa时,理论计算拱顶沉降为11.2mm、数值模拟拱顶沉降为11.1mm,表明围岩-支护结构动态协同变形方程的有效性。（3）针对Ⅳ级围岩在采用超前支护和CRD工法施工时,建议支护强度设计为0.75-1.5Mpa、支护刚度设计为59.8-375.0KN/mm。     

基于修正GM(1,1)模型的岩体边坡预测分析

岩体边坡是一个复杂的未知系统,灰色系统理论能较好地阐释其中某些规律.岩体边坡的监测和应力变形预测分析是一项意义重大的工作.针对强随机性的边坡监测时间序列,提出了考虑斜率修正的灰色GM(1,1)预测模型,提高了灰色模型的建模精度.同时,将该模型应用于锦屏一级水电站左岸高边坡中某部位岩体的应力发展趋势预测,发现该改进GM(1,1)模型适合于短期趋势预测,并揭示了该部位岩体的应力发展模式,为后续研究工作提供参考和研究基础.     

基于PSO-SVM的岩石边坡稳定性预测

边坡稳定性与其影响因素之间存在着复杂的非线性关系.结合粒子群优化算法和支持向量机,提出了边坡稳定评价的粒子群优化支持向量机模型.模型采用支持向量机建立边坡稳定性和影响因素之间的非线性关系;同时,利用粒子群算法对支持向量机参数进行全局寻优,从而确保了模型参数的准确性.模型的测试结果显示了良好的精度.将该模型应用到某岩石高边坡中,预测结果与实际情况符合较好,表明该模型在岩石边坡稳定性预测中的可行性和有效性.     

指数平滑模型参数反分析及应用

边坡预测是基于现有的各种监测资料分析和预测未来边坡位移或应力发展趋势,从而分析判断边坡在未来某一时期内是否稳定,或者预测滑坡发生时间的过程.反分析方法已经成为目前解决复杂岩土工程的主要方法之一,在岩土工程中得到越来越多的应用.基于现场的监测时间序列,应用岩土工程反分析方法反演指数平滑预测模型的参数,建立其预测模型,并应用于高边坡的变形预测中.通过应用,论证了参数反演后的指数平滑预测模型的有效性和普适性,并发现该预测模型适合于中短期预测,建议应用该模型进行高边坡变形的短中期预测.     

基于改进指数平滑法的岩体边坡变形预测

结合VisualBasic.NET编程技术提出了二次和三次指数平滑预测模型参数α的优化改进方法,建立了参数最优的二次和三次指数平滑法预测模型.基于锦屏一级水电站左岸高边坡工程部分监测数据,应用指数平滑法基本原理建立二次指数平滑法和三次指数平滑法预测模型,并应用该模型对左岸高边坡某工程部位监测位移等变形物理量进行预测预报分析,结果表明,改进的预测模型预测结果准确有效,与后期实际监测位移比较误差较小.     

基于收敛-约束法的软岩隧道初支时机估算——以义永公路枫坑隧道为例

围岩纵向变形曲线能直观、有效地反映隧道开挖过程中洞壁围岩变形受掌子面前端“空间效应”的影响，为支护结构施作的最佳时机提供理论依据。以某软岩大断面隧道为例，基于Unlu和Gercek推导围岩纵向变形曲线方程（位移释放系数），在综合考虑泊松比和弹性模量以及粘聚力、内摩擦角、爆破参数等提出优化改进；运用FLAC3D分析改进围岩纵向变形曲线方程的合理性和有效性。结果表明:（1）围岩纵向变形曲线方程与弹性模量以及粘聚力、内摩擦角呈非线性正比关系，与爆破参数呈非线性反比关系；（2）对比现场监测数据与理论计算数据发现Unlu和Gercek推导围岩纵向变形曲线方程在x>=0段偏差较大，提出增加“扩大收敛函数”提高其精度，相关系数由原来的R-square=0.8左右，提高到R-square=0.95左右；（3）通过与数值模拟数据对比，改进后的围岩纵向变形曲线方程能更好的与其相吻合，证实了改进后的围岩纵向变形曲线方程更具有合理性和实用性；（4）提出围岩位移增量出现陡增点时的位移释放系数值为施加支护的最佳时机，得出Ⅲ级围岩在长台阶法施工施作时，距掌子面x=2.24m左右处开始施作支护为最佳，Ⅳ级围岩在采用CRD工法施作时，距掌子面x=1.47m左右处开始施作支护为最佳。