白水隧道围岩力学参数敏感性分析与智能反演

以石黔高速公路白水隧道为例,采用敏感性分析与数值模拟相结合的方法计算出隧道围岩各力学参数的敏感度,确定影响隧道变形的主要力学参数。首先,基于正交试验设计构造BP神经网络的样本,建立待反演参数与围岩变形的非线性映射关系,将现场监控量测实测值作为输入样本,得到围岩力学参数。然后,将反演得到的力学参数代入到数值模拟中,计算出隧道围岩变形值,对比分析实测值与计算值。结果表明,两者误差较小,这说明该方法应用于该工程的可行性。     

基于监测资料的反演岩体结构面参数方法研究

因岩体参数比较难以确定，其对数值计算的结果会造成很大的影响，而实验室内对岩体参数的测定均存在尺度效应问题，且考虑经济因素，现场取样不多，因而无法准确得到工程区的岩体参数．反演分析是研究由实测数据推断物理系统模型参数的理论和方法，广泛应用于岩土工程当中．利用训练好的连通率反演岩体参数。验证了在反演分析方法得到的参数下岩土体的稳定性．     

基于参数折减法的绿片岩围岩稳定性分析

绿泥石片岩隧洞相比硬岩隧洞更容易受外界水环境影响发生失稳破坏.绿泥石片岩作为一种典型软岩,水的作用对岩体力学性能影响明显,容易发生软化效应,影响围岩稳定.本文以某引水隧洞工程为例,基于软岩隧洞围岩单参数敏感性分析,采用多参数折减系数法模拟软化区域,应用三维有限元对绿泥石片岩洞段开展软化区域和未软化区域的围岩及结构稳定分析.计算成果与现场实测数据对比结果显示,计算值与实测值吻合度较好,软化区域的围岩及结构受力情况明显高于未软化区域,仍符合设计要求,满足工程安全需要.     

大跨径水工隧洞围岩力学参数反演分析

为了验证位移反分析法在隧道施工过程中实际应用的可行性,以大田平原排涝隧洞为研究对象,选取隧洞围岩的弹性模量E和黏聚力c为反演参数,采用黄金分割法对所选断面围岩进行位移反分析的优化迭代计算,并以此得到的反演参数组合代入FLAC3D数值模拟软件中,计算该断面的围岩沉降变形,将结果与实际监测拱顶沉降数据进行对比.结果表明,此类反分析方法反演得到的围岩力学参数可靠,可以获得比较符合地质条件和工程应用的参数,反演结果可以预测后续施工的位移,并可以通过控制设计开挖量,减少喷射混凝土用量,节约工程成本.     

基于异步粒子群优化算法的边坡工程岩体力学参数反演

基于现场变形观测资料的优化反演是确定边坡岩体力学参数的主要方法之一,其本质是一个岩体力学参数的寻优过程,因而,如何选择一个高效的优化算法是其核心问题之一.目前,粒子群优化算法已被应用于边坡工程力学参数反演,但其算法实现为同步模式,最优粒子的信息不能及时共享,降低了优化效率,使得反演耗时较多.鉴于此,提出基于异步粒子群优化算法的边坡工程岩体力学参数反演,该算法的搜索步伐并不一致,粒子间表现出异步性,因而寻优效率明显高于同步模式,可有效解决在边坡工程中岩体力学参数反演中存在的低效问题.在此基础上,构建了边坡工程岩体力学参数反演模型,并采用ABAQUS作为反演分析中的正分析工具,给出了边坡工程岩体力学参数反演的实现流程,完成了程序编制,进而通过算例分析,验证了所提出的方法和程序编制的可行性和高效性.     

基于异步粒子群优化算法的边坡工程岩体力学参数反演

基于现场变形观测资料的优化反演是确定边坡岩体力学参数的主要方法之一,其本质是一个岩体力学参数的寻优过程,因而,如何选择一个高效的优化算法是其核心问题之一.目前,粒子群优化算法已被应用于边坡工程力学参数反演,但其算法实现为同步模式,最优粒子的信息不能及时共享,降低了优化效率,使得反演耗时较多.鉴于此,提出基于异步粒子群优化算法的边坡工程岩体力学参数反演,该算法的搜索步伐并不一致,粒子间表现出异步性,因而寻优效率明显高于同步模式,可有效解决在边坡工程中岩体力学参数反演中存在的低效问题.在此基础上,构建了边坡工程岩体力学参数反演模型,并采用ABAQUS作为反演分析中的正分析工具,给出了边坡工程岩体力学参数反演的实现流程,完成了程序编制,进而通过算例分析,验证了所提出的方法和程序编制的可行性和高效性.     

岩体物理力学参数测定及其工程处理方法的研究

在巷道工程和边坡工程稳定性分析中,力学参数的测定与选取会对计算结果产生重大影响.确定岩体力学参数的现场大型原位试验方法工程浩大、费用高昂,受到多种环境和技术条件限制.因此,本文采用Singh法、Kalamaras法和Hoek-Brown法等多种工程处理方法对由室内岩块试验获得的岩块力学参数进行了工程处理,考虑了岩块与岩体之间的差异,得到了符合工程实际情况的岩体力学参数.     

洞室围岩二维粘弹性反演计算的边界单元法

本文提出了一种反演确定围岩初始地应力及其参数的新方法,包括描述岩体变形的粘弹性时间效应的参数的反演确定。文中在假设围岩的性态服从三单元粘弹性模型以后,依据现场量测信息建立了反演计算的方程组,包括进行线弹性反演计算的虚拟应力法方程,以及确定参数E_2和η_2的反演计算方程。此外,文末还给出了算例验证,以及以这一方法进行的工程实例计算分析与讨论。     

广义Hoek-Brown准则在某非洲水电工程中的应用研究

基于广义Hoek-Brown准则,以某非洲大型水电工程为背景,探讨了该方法在低地应力地区节理岩体强度参数取值中的应用。在现场勘察和施工开挖面测绘数据基础上,对比分析了相同围压条件下该方法估算获得的岩体强度参数同现场原位试验的岩体强度参数,结果基本吻合,说明广义Hoek-Brown准则估算岩体强度参数可以满足工程计算需要。应用广义Hoek-Brown准则估算的隧洞和边坡岩体的强度参数,对坝址区引水隧洞K0+209.0 m断面及右岸坝肩边坡开挖过程模拟分析,结果显示的隧洞顶拱位移及隧洞平顶效应与现场相符。边坡开挖后表层岩体产生轻微卸荷回弹,最大值为第二级和第三级边坡4.7 mm,边坡整体稳定性好。     

节理岩体力学参数确定的数值试验方法

为解决现场或室内试验条件下难以测试大尺度岩体并确定其参数的问题,总结提出了应用数值试验方法确定节理岩体宏观力学参数的方法流程.即将节理岩体单元离散为岩块和节理两种类型,通过室内试验分别研究其力学特性,再把岩块和节理进行组合形成岩体,通过数值计算得出节理岩体的力学特性.将这套方法应用到贵州省某高速公路岩质边坡的岩体参数优化分析中,研究了试件尺寸、各向异性、岩块及节理力学参数等对岩体宏观力学参数的影响.数值试验方法为工程节理岩体参数的确定和优化提供了一种新的思路.     

基于遗传算法的混凝土热学参数反分析及其应用

根据曹娥江大闸施工现场实测的温度值,利用遗传算法对大闸混凝土温度场进行反演计算,并将计算值和实测值进行对比,分析计算结果的合理性,得到反映混凝土热学性能的参数.通过这些参数,利用三维有限元仿真计算程序对施工现场混凝土温度场进行反馈计算,确定温控防裂措施,指导后续闸墩施工.反演结果表明,遗传算法作为一种优化算法,具有收敛速度快、效果好等特点.周7,表1,参11.     

基于Hoek-Brown强度准则的隧道围岩参数智能反分析

岩体力学参数的合理确定是隧道工程中一项基础性工作,也是隧道施工过程中存在的一个重要问题,直接关系到分析结果的正确性和可靠性,反分析作为一种可以较好地确定岩体力学参数的方法,在岩土工程领域得到广泛应用.本文基于Hoek-Brown强度准则,首先利用敏感性分析理论对Hoek-Brown准则中4个参数进行了敏感性分析,然后编制遗传-粒子群反分析程序进行隧道围岩物性参数的反分析.基于反演分析得到的围岩力学参数,对下一步施工产生的影响进行预测,取得了良好效果,验证了所提方法准确、可靠,具有一定的适用性.     

岩体参数的反演分析方法

岩体参数的反演分析是水电工程的设计与数值计算的基础,直接影响到计算结果的真实性。归纳总结了岩体参数的各种反演方法,分析比较了其优缺点和适用条件,提出了岩体参数反演分析方法的发展趋势。     

改进的BP神经网络在碾压混凝土坝温度场反分析中的应用

采用改进的BP神经网络,建立了碾压混凝土坝热学参数反馈分析模型;利用三维有限元浮动网格法正分析得到的样本去训练网络,再利用温度实测值对热学参数进行反分析,根据反演后的热学参数进行温度场计算.计算结果和实测结果较为接近,可满足工程实际要求,且该方法具有较好的稳定性和收敛性,表明改进的BP神经网络算法用于反演混凝土坝热学参数是可行的.     

基于改进微粒群算法的带有软水管的混凝土热学参数反分析

埋设冷却水管是常用的混凝土温控措施之一,塑料质水管由于铺设快捷、接头方便、价格便宜而得到广泛应用,但其在温控防裂分析计算中热分析参数很难确定.根据曹娥江大闸施工现场实测的温度值,利用改进微粒群算法对大闸混凝土温度场进行反演计算,并将计算值和实测值进行对比,分析计算结果的合理性,得到反映混凝土热学性能的参数.反演结果表明,微粒群算法作为一种优化算法,具有收敛速度快、效果好等特点.     

渗流-应力耦合作用下高孔低渗泥岩渗透特性演化模型

围岩渗透特性演化是地下工程稳定性分析的一项重要研究内容.以某泥岩高放射性核废料处置库工程为背景,结合相关室内试验和现场试验成果,以泥岩力学损伤为主线,建立了泥岩渗透性演化数学模型;结合处置库巷道围岩孔隙压力的多年观测资料,通过建立能够反映实际施工过程的计算力学模型,采用精确罚函数法以及Nelder-Mead优化算法相结合的有限元反分析程序,对巷道围岩渗透性参数进行了反演研究.结果表明:反演所得的泥岩渗透率数量级与试验值相同,孔隙压力沿围岩径向分布规律一致,反演孔隙压力值与实测值比较接近;围岩扰动区最大渗透率是原岩的381倍,围岩的损伤分布形态与渗透性扰动区相似,均近似为椭圆形.研究成果对软岩隧洞长期稳定性的预测与预报具有一定的参考意义.     

边坡岩体力学参数反分析方法

为了提高数值计算结果的可靠度,基于正交设计、差分法和人工神经网络建立了新的边坡岩体力学参数反分析方法. 按照正交设计要求,选定反演参数的水平,确定数值模拟方案;用FLAC2D差分程序计算得出相应的神经网络分析样本;对RBF神经网络进行训练;利用现场监测位移,对某露天矿边坡岩体的力学参数进行神经网络反分析. 反分析结果与理论值的误差很小,满足精度要求,表明该反分析方法的可行性和精确性.     

坝基岩体力学参数的PSO-ABAQUS联合反演

为解决常规试验和工程类比法确定坝基岩体力学参数与实际情况不符的问题,提出基于粒子群优化算法(PSO)和ABAQUS的坝基岩体力学参数联合反演算法,给出该联合反演算法的具体实施流程并编制相应的FORTRAN计算程序,构建了坝基岩体力学参数的数学反演模型,实现了基于施工和运行期实测变形资料的坝基岩体力学参数PSO-ABAQUS联合反演。算例分析表明,PSO-ABAQUS联合反演法简便易行、反演效率较高,是一种用于合理确定坝基岩体力学参数的通用方法。     

基于现场试验的混凝土热学参数反演分析与计算

为了确定混凝土热学特性诸参数,基于混凝土长方体非绝热温升试验,根据施工现场实测资料,运用非稳定温度场三维有限元仿真计算技术和反问题优化求解的遗传算法,对混凝土温度场进行反演计算,并将计算值和实测值进行对比,验证反演结果的合理性.结果表明,反演值与实测值较吻合,误差较小,反演结果可靠,反演所得参数对温控仿真计算和指导后续施工有参考价值.     

三峡工程永久船闸高边坡岩体力学参数的敏感度分析

利用监测信息(如位移)进行优化反演是确定模型参数的有效方法,针对三峡永久船闸高边坡,通过对一组参数基准值加入一定的扰动量以观察相应的计算位移的变化,分析了不同的岩体力学参数对边坡监测点计算位移的敏感度及测点的布置对敏感度的影响·敏感度较大的参数可以通过优化反演求得,测点的位置不同,该处的计算位移受参数的影响也不同,为提高参数的敏感度,应对测点进行合理的布置·