一、基于遗传算法的物理力学参数反演(论文文献综述)
李浩[1](2021)在《软岩大断面高铁隧道施工变形控制及稳定性研究》文中认为2016年起,为满足“八纵八横”高速铁路网的通行需求,国家大规模修建高铁隧道。相比于普通铁路隧道,高铁隧道拥有更高地建设要求和验收标准。高铁隧道修建过程中因开挖穿越软岩地层和断层破碎带而产生变形破坏的情况时有发生,不仅造成严重的经济损失,而且难以确保隧道施工安全与建设质量。为此,有必要在工程实测数据的基础上,结合现代机器学习理论,加强对高铁隧道穿越软岩地层及断层区工况下施工变形控制措施及围岩稳定性的研究。本文以阳山高铁隧道为背景,针对隧道穿越陡倾状软岩地层及断层区围岩变形行为,开展了工法优化和支护措施加固效果研究,主要研究内容及结论如下:(1)研究建立了阳山隧道变形控制标准,结合现场监测数据分析软弱围岩变形特征,进一步总结得出软岩大断面隧道变形影响因素及变形机理;结合地震波法、地质雷达法、超前水平钻探法预报结果分析隧道软岩地层围岩稳定性,确定了软岩地层围岩等级、性质及F26断层与洞身相交里程,为后续施工模拟提供地质依据。(2)研究选用粒子群算法、遗传算法、交叉验证法分别搜寻支持向量机最优核参数和惩罚参数,对比三种算法的适应度值和模型预测值,分析得出遗传算法寻优结果精度明显优于粒子群算法和交叉验证法,进而确定最优核参数和惩罚参数,确保反演结果精度。(3)研究遗传算法和支持向量机算法对于样本数量的敏感性。基于正交试验设计了四种不同水平的反演样本,利用有限差分软件FLAC3D完成试验值计算,分别输入至遗传算法和支持向量机完成敏感性研究。结果表明:针对阳山隧道围岩力学参数反演问题,在试验水平区间内遗传算法寻优效率和结果精度与样本数量呈正相关;在4~6水平区间范围内支持向量机预测精度与样本数量呈正相关,进而确定反演样本数量。(4)研究基于遗传算法优化的支持向量机算法,构建阳山高铁隧道围岩力学参数反演模型,反演了泥质砂岩、石英砂岩、断层围岩力学参数,结果表明:反演模型准确性高,可为施工优化分析提供可靠参数。(5)研究采用有限差分软件FLAC3D建立隧道软岩地层及F26断层段数值模型,模拟了四种开挖工法的施工过程,研究了隧道围岩变形行为、围岩与初期支护应力分布以及塑性区特性,揭示不同开挖工法下围岩变形与应力分布规律,对比结果,确定隧道穿越陡倾状软岩地层及断层区的最优开挖工法为环形预留核心土法;同时,结合工程情况与模拟结果,提出变形控制建议,并建立有无系统锚杆支护、长锚杆支护、拱底锚杆支护、高刚度支护体系及组合支护体系的计算模型,验证不同支护措施的加固效果,结果表明:系统锚杆对围岩的加固效果有限;长锚杆限制围岩竖向及横向变形效果较好;拱底锚杆可改善拱底围岩的变形情况;高刚度支护体系有效提升隧道结构的稳定性;组合支护体系控制围岩竖向变形效果最优。研究成果为阳山高铁隧道后续穿越F24、F33断层及其他岩性地层的施工提供了参考。
纪安康[2](2021)在《基于伯格斯模型的冻结黏土本构关系研究》文中研究表明冻结法施工的成败很大程度上取决于冻结壁的合理设计与安全施工。准确的认识冻结壁的形成规律和力学特性,是科学合理设计冻结壁的重要依据。因此,研究人工冻土力学与变形特性,揭示其力学与变形规律是冻土物理力学领域的一项基础工作。冻土的抗压强度与蠕变特性是冻土物理力学研究的重要内容。冻土的多相性使得冻土的物理力学性质复杂,很难用简单的数学模型表征冻土压缩和蠕变的全过程。在影响冻土强度的众多因素中,温度是最直接的影响因素,因而研究温度对冻土的抗压强度的影响对冻结法施工具有重要意义。在此背景下,本文主要以淮南矿区典型深部黏土为研究对象,开展了冻结单轴抗压强度试验和冻结单轴蠕变试验,分析了其力学性质和蠕变特性,建立了考虑损伤的伯格斯蠕变本构模型,采用遗传算法反演了模型参数,并根据其他试验结果对该模型和参数反演方法进行了验证分析。主要研究结论如下:(1)在冻结单轴抗压强度研究方面:根据试验的应力-应变关系拟合幂函数模型和指函数模型,分析得出指函数模型对冻结黏土应力-应变关系的描述效果更好;对温度与单轴抗压强度、弹性模量和泊松比拟合相关方程,获得了温度与单轴抗压强度、弹性模量和泊松比的线性关系表达式。(2)在冻结单轴蠕变变形研究方面:运用流变模型法的思想,在伯格斯模型的基础上,建立了考虑损伤的冻结黏土蠕变本构关系;借助遗传算法较好的鲁棒性,基于单轴蠕变试验结果,反演了本构关系参数,实现了该蠕变本构模型对试验结果的最佳拟合。(3)为了验证本构关系和参数反演方法的正确性,根据《刘庄矿东风井检查孔常规土与冻土物理力学性能试验报告》的蠕变试验结果,运用遗传算法对模型参数进行了反演,获得了具有较好的描述效果。因此,在伯格斯模型的基础上,考虑冻土损伤推导出的本构关系对冻结黏土蠕变特性具有较好的描述效果。图[92]表[11]参[79]
马春辉[3](2020)在《基于离散元的堆石料宏细观参数智能反分析及其工程应用研究》文中进行了进一步梳理作为重要的工程建筑材料,堆石料是具有高压实性、强透水性、高抗剪强度等工程特性的散粒堆积体材料,已被广泛应用于坝工、堤防、道路、机场、港口以及海洋等工程中。与此同时,随着我国乃至世界范围内水资源开发水平的进一步提升,水利工程建设面临着“四高一深”(高寒、高海拔、高陡边坡、高地震烈度、深厚覆盖层)的全新挑战。作为水利工程中堆石坝、堆石边坡等堆石工程的主要建筑材料,迫切需要更进一步掌握堆石料物理力学特性及其堆石工程安全性态。因此,本文建立了堆石料多个尺度变量间的强非线性关系,通过改进、串联和优化机器学习等智能算法,使反分析计算确定的堆石料力学参数更符合工程实际,并将其应用于堆石料细观变形机理研究与堆石工程实际问题解决中。本文主要研究内容和成果如下:(1)构建了基于结构监测数据的堆石料宏观本构模型参数自适应反分析模型,应用和声搜索与多输出混合核相关向量机等算法,快速、精确地实现了对不同工程、不同监测项目的自适应反分析,进一步提高了材料参数反分析的计算精度与适用性。此外,提出了基于相关向量机与随机有限元的不确定性反分析模型,以量化堆石坝在设计、施工、建设中存在诸多不确定性因素,模型综合考虑了结构数值仿真计算以及算法模型输入-输出间的不确定性,能够对堆石料参数的变异系数进行不确定性反分析计算,使反分析后的随机有限元正算值与沉降值的平均绝对误差为1.930。(2)建立了精细化的堆石料离散元三轴试验模型,以准确反映堆石料的材料特性,并深入分析了离散元细观参数对堆石料变形特性的影响规律和机理。通过总结堆石料细观接触模拟研究进展,构建了基于应力应变曲线的堆石料细观参数标定模型,应用量子遗传算法和支持向量机解决以往堆石料细观参数标定中影响因素多、耗时严重的问题。此外,提出了基于宏观本构模型参数的堆石料细观参数标定模型,使标定后的多围压应力应变曲线误差均小于0.21MPa,进一步拓展了细观参数标定模型的适用性,据此定性、定量地分析了三轴试验中堆石料的细观变形演化过程。(3)提出了基于结构监测数据的堆石料细观参数标定模型,根据堆石坝运行期的实测变形值对堆石料细观接触模型参数进行标定,促使堆石料细观参数值更符合工程实际运行情况。随后,为进一步发挥离散元数值仿真方法在堆石工程结构模拟中的明显理论优势,尝试采用离散元对堆石坝进行数值仿真,并对比分析了堆石坝离散元与有限元仿真的变形、应力计算结果。最后,开发了堆石料宏细观参数反分析平台,将上述多个参数反分析模型集成于平台中,实现堆石料不同尺度参数间的快速、准确转换。(4)在应用上述堆石料参数反分析方法的基础上,建立了工程尺度的堆石边坡离散元模型,以模拟施工、运行、滚石、地震和防护措施等工况下的堆石边坡失稳演变过程,从而解决了堆石边坡的挡墙高度确定问题。其中,为解决地震波在人工边界处发生反射、叠加等问题,建立了离散元的粘性边界,并对比了不同边界下离散元模型的响应情况,后将其应用于堆石边坡地震工况分析中。通过多个工况的分析明确了堆石边坡的失稳过程及影响范围,并建议该堆石边坡的混凝土挡墙加高到11m,为类似堆石工程的防护措施设计方法提供了参考。
刘蓉[4](2020)在《基于HSS模型的土岩组合地层基坑变形特性研究》文中指出随着城市的基础建设日益完善,周围环境对地铁车站明挖基坑的变形要求越来越高。浙江金华市地区拥有较为特殊的土岩组合地层条件,即基坑开挖地层由上覆土层与下部岩层组成,因其土层与岩层物理力学性质差异较大而使基坑有其独特的变形特性。本文以金华市人民路地铁车站基坑为背景,基于硬化土小应变(HSS)模型对土岩组合地层基坑的变形特性展开研究。首先通过遗传算法优化的BP神经网络对硬化土小应变(HSS)模型参数进行反演,进一步利用三维数值模拟软件PLAXIS 3D,采用硬化土小应变(HSS)模型研究土岩组合地层基坑的变形特性,同时结合实测数据分析展开研究,得到主要内容及结论如下:(1)通过正交分析设计,确定基坑变形对HSS模型典型参数敏感性大小,研究发现HSS模型的小应变参数和参考切线模量对基坑变形影响较大。并选取较敏感的三个参数,通过建立遗传算法优化的BP神经网络模型,反演出本次研究中土岩组合地层的HSS模型参数。(2)基于HSS模型研究发现,基坑开挖过程中变形经历了平缓-急剧增长-稳定这三个阶段。第一个阶段基坑开挖深度浅,变形较平缓;第二阶段当开挖至土岩分界面时,基坑变形发展较快,为急剧增长阶段;第三阶段当开挖进入下部岩层,基坑变形明显放缓,趋于稳定。且基坑变形主要发生上覆土层开挖过程中,下部岩层开挖时基坑变形明显趋缓,表明与土质基坑相比,土岩组合地层基坑由于下部岩层的存在使得基坑稳定性有所提高。(3)基于HSS模型对基坑变形特性影响因素的模拟研究表明,在施工影响因素和设计参数影响因素控制合理的前提下,上覆土层厚度、土岩强度以及嵌岩深度为土岩组合地层基坑变形的主要影响因素。随着基坑上覆土层厚度的增加基坑变形显着增加,说明土岩组合地层基坑中,下部岩层的存在对基坑变形的发展具有一定的限制作用;土岩强度变化对基坑变形会产生一定影响,上覆土层强度减小时,基坑变形逐渐增大;下部岩层强度的变化对基坑变形也有所影响,在一定程度上能够起到限制基坑变形的作用;嵌岩深度对基坑变形特性的影响比较有限,当嵌岩深度的增加到一定值后对基坑围护结构变形的约束作用不是很明显。
卜康正[5](2020)在《明挖公路隧道基坑对下覆地铁隧道的影响研究》文中认为本文以深圳市听海大道地铁1 1号线和5号线上方的两个公路隧道基坑工程(同一块场地)为背景,展开以下探究:(1)在地铁5号线上方场地未动工之前,为预测基坑放坡开挖对下覆5号线地铁隧道影响的风险,以采取有效的保护措施。因此,基于基坑放坡开挖对下覆地铁隧道影响的改进计算方法,利用蒙特卡罗方法计算隧道结构各级风险发生的概率。结果表明:与原来仅限于矩形开挖基坑的计算方法相比,本文改进后的计算方法适用范围更广、实用性更强;若不采取保护措施,5号线地铁隧道结构将有高达72.64%的概率处于不安全状态,其中有65%的概率处于很不安全状态。(2)在地铁5号线上方基坑决定采用保护措施施工后,为验证保护措施的有效性,准确预测下覆地铁5号线隧道位移事关紧要,而准确确定基坑工程的土层物理力学参数又是准确预测基坑开挖引起下覆地铁隧道位移过程中极为关键的步骤。两个基坑位于同一场地,土层物理力学参数应保持一致,并且地铁1 1号线上方基坑施工完成后,地铁5号线上方基坑才开始施工。鉴于此,在利用地铁11号线上方基坑开挖之前地铁隧道竖向、横向位移实测值反演确定土层物理力学参数的基础上,结合NSGA2遗传算法和Critic-TOPSIS法对土层物理力学参数进行多目标优化及决策,得到土层物理力学参数组合的最佳方案。结果表明:最佳方案在基坑开挖完后的两地铁隧道竖向、横向位移计算值与实测值误差分别比初始方案的减少了 2.61%、5.35%、7.927%、5.934%,证明了本文对地铁隧道上方或近接基坑工程土层参数优化及决策方法的有效性,同时为下文对地铁5号线地铁隧道理论计算分析和数值模拟提供准确的土层物理力学参数组合。(3)为探究基坑开挖对地铁5号线隧道旁侧抗拔桩影响,解决该领域研究手段仅限于采用建模较为复杂、工作量较大、只针对单个工程的三维数值分析的问题。基于Mindlin解,利用Pasternak地基梁模型和位移协调原理,推导得到桩周表面土体对桩摩阻力使抗拔桩产生的竖向位移;利用土体剪切位移原理和桩的平衡条件,推导得到桩表面以外土体剪切变形使抗拔桩产生的竖向位移;利用桩微元段的平衡条件和胡克定律,推导得到桩轴向变形使抗拔桩产生的竖向位移,三者叠加得到抗拔桩总竖向位移,同时计算得到基坑开挖引起地铁隧道旁侧抗拔桩的轴力。最后,通过已被实际工程验证的数值模型对比验证抗拔桩总竖向位移和轴力的计算方法,并分析计算方法涉及的各个参数对抗拔桩总竖向位移和轴力的影响。结果表明:本文计算基坑开挖引起地铁隧道旁侧抗拔桩竖向位移和轴力的方法合理可靠,适用于实际工程。(4)为研究抗拔桩施工对地铁5号线隧道竖向位移的影响以及基坑开挖过程中抗拔桩侧摩阻力对地铁5号线隧道竖向位移的控制作用,解决该领域研究手段仅限于采用建模较为复杂、工作量较大、只针对单个工程的三维数值分析的问题。通过Mindlin解和两阶段法,推导出抗拔桩施工引起地铁隧道竖向正应力产生的竖向位移;利用桩-土位移协调原理和土体剪切位移原理,推导出抗拔桩施工引起地铁隧道周围土体剪切变形产生的竖向位移,两者叠加得到抗拔桩施工引起地铁隧道的竖向位移。同理,推导出基坑开挖过程中抗拔桩控制地铁隧道的竖向位移,并通过实际工程验证两个计算方法。最后,分析计算方法涉及的各个参数对两个地铁隧道竖向位移计算值的影响。结果表明:本文两个地铁隧道竖向位移计算值与实测值、有限元模拟值吻合良好,证明两个计算方法均适用于实际工程。(5)地铁5号线上方基坑工程虽已按照初始方案施工,但花费的基坑工程造价较大。因此,需对方案进行优化,为未来类似地铁隧道上方基坑工程设计提供有益的参考。鉴于此,基于NSGA2遗传算法,以5个基坑工程控制下覆地铁隧道竖向位移的关键设计参数为优化设计变量、隧道最大竖向位移和基坑工程造价中的可变值为优化目标,优化得到Pareto最优解集。结合专家打分-COWA算子-博弈论组合赋权法和TOPSIS法从Pareto最优解集中选出最佳方案,并分析专家打分的主观权重改变对最佳方案的设计变量、目标函数值等参数的影响。结果表明:最佳方案比初始方案的隧道最大竖向位移减少23.3%,基坑工程造价中的可变值减少36.9%,证明本文对地铁隧道上方基坑工程优化设计方法的有效性。
孙元田[6](2020)在《深部松散煤体巷道流变机理研究及控制对策》文中指出随着煤炭资源开采深度的增加,大量深部煤层巷道变形的时间效应显现加剧。对于围岩强度极低的松散煤层巷道,流变大变形现象十分普遍。鉴于此,本文紧紧围绕松散煤体巷道流变问题,采用人工智能、室内实验、理论分析、工程调研、数值计算及现场试验相结合的研究方法,基于煤岩参数反演模型,实验室构建了等效松散煤体试样,揭示了松散煤体的流变特性,建立了符合该类煤体的流变模型,反演了巷道煤体流变参数并揭示了巷道流变机理,提出了旋喷注浆加固松散煤体的控制对策并试验其可行性,探索了旋喷加固技术抑制巷道流变机理,为研究与治理松散煤体巷道提供了新的思路。本文的主要研究内容和成果如下:(1)搭建了煤岩体参数反演的算法模型。在分析参数的反演必要性前提下,采用人工智能手段对本文松散煤体研究涉及的两类物理力学参数即“构建参数”和“流变参数”进行反演模型搭建。将机器学习的支持向量机算法和高效寻优的生物启发式天牛须算法有机结合起来,进一步的建立起基于天牛须搜索的进化支持向量机参数反演模型(BAS-ESVM),确定了该模型反演实现的主要步骤。其中天牛须算法不仅对支持向量机的参数(核参数和罚参数)进行调优形成进化支持向量机(ESVM),还对待反演参数进行寻优输出。利用该模型对室内煤体构建的参数和巷道煤体的流变参数进行了精确反演。(2)提出了室内构建煤试件等效于现场松散煤体的方法。鉴于典型的松散煤层实际赋存状态,常规手段难以对其开展煤岩物理力学试验。该法以松散煤体坚固性为纽带,旨在将室内的成型煤体的孔隙率和强度与现场煤体孔隙率和强度等效。实验室测定了现场煤体的孔隙率(9.8%)和坚固性系数的反算强度(2.5MPa),并提出了成型煤体的孔隙率测定方法。理论分析确定了“成型压力、成型时间和成型水分(含水率)”为煤体成型过程中的关键影响参数,确定了煤体成型工艺并分析了成型机理及影响成型效果的因素,得到了煤体成型过程中的三阶段曲线即“初始压密变形、塑性变形及弹性变形阶段”。通过试验得到成型煤体的孔隙率和强度样本数据,揭示了成型煤体破坏的五阶段曲线即“孔隙裂隙压密、弹性变形、稳定破裂、加速破坏和峰后破坏阶段”。基于“BAS-ESVM”模型反演得到了现场原煤孔隙率和强度下的实验室型煤体构建参数即成型压力23.7MPa,成型时间33.5 min,含水率4.82%。按照该参数成功建立起试验煤体,成型煤体测试强度为2.52 MPa,孔隙率为10%,与原煤高度接近,验证了该模型和参数的合理准确性。(3)揭示了松散煤体流变特性并建立了相适应的流变模型。基于已构建的高度等效现场的松散煤体试样,采用分级加载方法,测得其单轴流变全过程蠕变曲线,揭示了松散煤体的流变变形特性即松散煤体存在“瞬时变形、减速蠕变、等速蠕变及加速蠕变阶段,卸载后存在残余变形”。得到了试样轴向四阶段应力应变规律即“孔隙裂隙压密阶段、线性变形阶段、裂隙孔隙发育阶段、加速破坏阶段”,分析了蠕变煤体受长时蠕变损伤下的等时应力应变曲线和瞬时加载变形模量规律。在松散煤体流变元件模型选取原则指导下,提出了适合松散煤体流变特征的改进型CVISC流变模型,推导了相关蠕变方程及其差分形式。提出了对添加的粘性单元参数计算方法,对松散煤体的流变参数进行了辨识,后经数值模型分析,验证了所提出模型的合理与正确性。(4)反演了深部巷道松散煤体流变参数并揭示了巷道流变机理。基于一个具有典型流变性质的松散煤层巷道工程案例,分析了其流变规律即该松散煤巷具有“前期减速大流变和后期等速大流变”特征,确定了帮部软弱松散煤体长时流变是巷道失稳破坏的关键因素。理论分析选取了适合松散煤体的流变模型及相关流变参数的取值范围,通过正交流变参数组合设计,并经三维巷道数值模拟计算,得到含有时间序列的巷道位移。基于现场流变位移数据,通过“BAS-ESVM”模型反演得到了实测变形下的巷道煤体流变参数,经正算验证了所反演的流变参数及整体模型的建立是合适与正确的。进一步,通过对该流变巷道围岩水平与垂直位移、最大主应力与最小主应力、塑性区扩展随时间的演化规律分析,揭示了松散煤体巷道的不稳定变形时间长,煤体内高应力积聚,塑性区扩展范围远超支护范围等破坏机理。(5)提出了高压旋喷加固流变巷道的技术对策并试验其对松散煤体的扩孔成桩效果。理论分析了控制流变巷道的根本是提高松散煤体的自身性质,探索性的提出通过高压旋喷技术深度改性松散煤体,从而抑制巷道流变。深入分析了高压旋喷的“剪切、拉伸及内损伤”破煤机理,讨论了高压射流在煤体中扩孔范围与关键影响因素,分析了水泥浆旋喷成桩作用与改性固结煤体机理。讨论了旋喷技术在深部松软煤层适用的可行性,计算选取了旋喷相关设备,分析了射流流量及压力对煤体作用,并在地面预先验证了设备和参数设置合理性。确定了两套旋喷工艺及流程,现场试验结果显示高压旋喷射流技术对坚硬的泥岩体扩孔范围有限,而对松散煤体扩孔成桩效果较好,尺寸在400 mm~500 mm左右,满足预加固支护要求,但也仍需优化选取试验地点和部分旋喷参数。(6)探索了旋喷加固控制松散煤巷方案并分析了其抑制流变机理。基于旋喷注浆成型桩体在松散煤层中的存在状态,实验室内构建了旋喷煤浆固结体,理论计算确定了煤与水泥浆液的合理比例为1.3,设计了煤浆混合物并测定了其坍落度。从宏观微观角度试验分析了水泥浆对煤体的改性作用,认为煤浆固结体是介于混凝土和煤体之间的在强度和延展性上具有优异性能的复合材料,试验确定了该材料力学参数的尺寸效应和抗流变的特性。提出了旋喷注浆加固巷道的设计思路、原则和关键技术,建立了以“旋喷改性加固为主体,联合喷射混凝土和U型棚强化”的松散煤层巷道控制方案并确定了相关参数,概括为“浅表改性、预先加固、提高承载、边放边抗、柔中有刚、多重支护”的基本控制思想。建立了含有旋喷加固体的三维数值模型,合理选取了本构模型和相关参数。探索了两种旋喷方案在巷道流变变形抑制、围岩应力优化及塑性区扩展控制上的机理,综合对比分析认为旋喷注浆加固松散煤体技术可以明显降低顶板和帮部变形,最大分别减小69%和78%;减少巷道稳定时间,从60天减少至15天;优化围岩应力,应力集中系数可最大降低35%;大幅度减小围岩塑性区,顶板塑性区范围减小84%,帮部塑性区范围最大降低42%;对松散煤巷流变的研究与治理进行了新的尝试并提供了新的思路。该论文有图130幅,表39个,参考文献282篇。
祝江林[7](2019)在《浅埋破碎段大断面隧道掌子面稳定性研究》文中提出随着我国公路隧道里程不断的增加,特长、大断面、高地应力、深埋等隧道也随之出现,各种技术及工法也不断涌现,但是隧道掌子面塌方、突水突泥等工程事故依然存在,特别是在浅埋破碎段大断面隧道工程的施工上。因此,很有必要对浅埋破碎段大断面隧道掌子面的稳定性进行研究,这对指导隧道的安全顺利完工具有重大的意义。本文以重庆市石黔高速公路白水隧道为依托工程,通过隧道围岩力学参数敏感性分析与及GA-BP神经网络反演得到了隧道的主要影响围岩力学参数,利用极限平衡法分别推导了隧道掌子面的稳定性安全系数与前方岩墙防突厚度的计算公式,并运用数值模拟对浅埋破碎段大断面隧道掌子面的稳定性进行了探讨,本文主要完成了以下几方面的工作:(1)通过对白水隧道地质勘察报告、工地现场试验室报告的收集与整理,结合现行《公路隧道设计规范》得到了白水隧道围岩力学参数取值范围,采用单因素敏感性分析与多因素敏感性分析的方法,分别计算了白水隧道各围岩力学参数的敏感性程度,并确定了影响白水隧道拱顶沉降的主要影响围岩力学参数以及次要影响围岩力学参数;根据确定的主要影响围岩力学参数以及正交试验设计方法建立了神经网络的样本,并通过训练得到了成熟的GA-BP神经网络;依据白水隧道现场监控量测实测值,利用成熟的GA-BP神经网络反演得到了白水隧道的主要影响围岩力学参数,并利用正演分析计算了白水隧道的位移变形值,通过对比分析变形值与实测值之间的误差,验证了基于GA-BP神经网络位移智能反分析方法的可行性。(2)根据已有的隧道掌子面的破坏模式—三维楔形体模型,基于统一强度理论及太沙基松动土压力理论推导得到了统一强度理论下的太沙基松动土压力理论,继而利用极限平衡法推导了隧道掌子面的稳定性安全系数公式,并对计算参数进行了分析;采用拟静力法,推导了爆破震动作用下隧道掌子面的稳定性安全系数公式,并对爆破震动作用影响参数进行了分析。(3)在考虑隧道掌子面前方突泥突水的情况下,根据岩墙的三维破坏模型—圆锥台形模型,基于极限平衡法,推导了隧道掌子面前方岩墙防突厚度的计算公式,并针对相关参数进行了分析;对比分析了极限平衡法与极限分析上限法两种分析方法下掌子面前方岩墙厚度的计算结果,验证了这一方法的合理性。(4)通过数值模拟分析了不同超前支护厚度与不同台阶长度对隧道掌子面稳定性的影响;对比探究了新奥法与新意法两种理念下隧道掌子面的稳定性,并对新意法理念下的玻璃纤维锚杆支护参数进行了分析;基于这两种理念,比较不同岩墙厚度下,隧道掌子面所能承受的最大溶腔压力,并与理论计算结果进行了对比分析。
袁亚芳[8](2019)在《基于改进响应面—遗传算法的古塔物理力学参数反分析》文中指出砖石古塔是我国本土文化与外来文化结合的产物,具有重要的历史价值与科研价值。数百年历经数次地震、风雨侵蚀、风化甚至人为破坏后,保存至今的古塔均存在一定程度的结构损伤,对其进行损伤检测与修缮加固迫在眉睫。为了定量评估古塔的损伤程度,一般需要运用仿真计算软件对古塔的静动力特性进行分析,但仿真分析的计算结果是否准确可靠与古塔的物理力学参数取值是否科学合理密切相关。为了找到古塔仿真分析计算动力特性与其实际动力特性误差较小的物理力学参数,本文依据均一化原理、响应面法和遗传算法的基本理论,提出了基于改进响应面-遗传算法的古塔物理力学参数的反分析方法。首先,利用ANSYS有限元软件建立古塔的三维几何模型,采用Box-Behnken Design(BBD)方法设计影响因子试验点,计算各组设计参数对应的古塔动力特性,并对古塔的物理力学参数进行灵敏度分析。然后,根据改进的响应面法,在古塔各物理力学参数规范值的?35%范围内,以5%为步长选定原始参数数据,并进行均一化处理,建立待修正参数与响应值的显式函数模型。最后,根据古塔现场实测动力特性,利用最小二乘法则建立了反分析目标函数,采用基于Fortran语言的遗传算法程序搜索古塔的最佳力学参数组合。本文以宜阳五花寺塔为工程背景,运用提出的方法对古塔的物理力学参数进行反分析。对古塔的物理力学参数进行灵敏度分析,发现砖石古塔的弹性模量、密度对其动力特性影响显着,泊松比的影响次之;利用该反分析法对古塔进行参数寻优,计算可较快得到收敛结果,将找到的最优参数用于古塔有限元模型正分析,古塔静动力特性计算值与实测值基本吻合,证明该方法可快速高效地找到砖石古塔的最佳物理力学参数且结果可靠。该方法也能为同类型砖石结构建筑物的修缮加固和健康监测提供一定的依据,对我国古建筑的保护具有重要的意义。
杨鲤铭[9](2019)在《基于物联网和云计算的岩土地下工程仿真分析与监测预警系统开发》文中提出岩土地下工程安全监测是保证工程质量和施工安全的重要手段。然而,现有的监测系统存在自动化程度低、监测数据缺乏专业理论分析、反馈不及时、监测规模小等问题。针对上述问题,本文引入物联网技术、云计算技术、岩土仿真技术、人工智能等最新科技手段和方法,率先提出基于云智慧仿真的“互联网+”智能监测模式,构建岩土地下工程仿真分析与监测预警系统(Geo SWS-V1.0),充分发挥多学科交叉融合的优势,促进监测技术的信息化与专业化同步发展。主要研究内容与发现包括:(1)基于对系统设计需求和功能结构的深度分析,提出了系统的四层体系架构,构建了一种基于B/S架构的岩土地下工程仿真分析与监测预警系统。(2)依托天津某基坑工程,基于FLAC3D数值仿真技术建立了基坑开挖计算模型,模拟了基坑开挖的动态施工过程,揭示了开挖过程中基坑的变形规律。数值模拟结果与现场监测变形趋势一致,平均相对误差大多控制在20%范围内,从而验证了采用FLAC3D数值软件分析基坑开挖及变形规律的合理性。但是,有个别监测点的相对误差大于20%,有必要基于现场监测数据进行参数反演,获得动态变化的真实土体参数修正模型。(3)基坑参数反演采用MATLAB数学软件编写的BP神经网络算法和遗传-神经网络算法实现。首先,利用正交试验方法设计物理力学参数组合,通过数值计算得到桩体水平位移样本,代入两种算法中进行训练,建立位移与力学参数之间的非线性映射关系。然后,将现场实测位移输入训练好的算法中,得到反演的力学参数。最后,采用反演结果修正数值模型,计算得到优化后的位移值,并与现场监测位移对比。结果表明:相较于不考虑土体损伤变形,基于反演结果修正后的数值仿真基坑变形与现场实测基坑变形更加吻合、误差更小;BP神经网络算法比遗传-神经网络算法更加适合该问题的参数反演。(4)首先,基于物联网技术搭建了无线传感网络,编写了基于UDP通信协议的数据接收程序,完成了协议转换和数据解析,实现云端物联网设备的接入。然后,基于My SQL数据库技术、Apache技术、php与Python开发语言,依托MATLAB数学软件和FLAC3D有限差分软件,在阿里云平台部署了WAMP开发环境,对系统界面、岩土专业软件集成、数据表、系统功能等模块进行设计,完成了仿真分析与监测预警系统的开发。(5)借助混凝土单轴压缩试验,与万能试验机进行同步数据采集,测试基于物联网技术的智能采集系统的数据采集、传输和接入功能。以天津基坑工程数值仿真和反演分析研究为基础,测试岩土实时仿真分析及预测功能。测试结果表明:该系统运行稳定、传输可靠、反馈及时、适配良好、操作简单,具有良好的预测分析和安全评判能力,能够有效指导岩土工程的施工,为施工期的预警决策和险情识别提供了有力可靠的分析工具。本文设计的Geo SWS-V1.0系统结合了最新的高科技自动化监测技术与岩土工程仿真技术,拓展了监测人员的活动范围,实现了跨平台访问与智能化远程监控,形成了“实时监测—云端分析—在线监控+移动管理”的有效循环。相关研究成果对于岩土地下工程的实时监测、稳定性分析与评价、灾害预防等具有重要的意义。
张颖博[10](2019)在《三峡库区典型巨厚滑坡削坡减载方案优化研究 ——以树坪滑坡为例》文中提出自2003年三峡水库初期蓄水以来,水库蓄水及运行成为三峡库区涉水滑坡的主要诱发因素。三峡库区在175 m水位影响范围内共有大小滑坡两千余处,其中大于一百万方的特大型滑坡八十余个。现有的关于水库水位波动影响下的巨厚型堆积体滑坡的治理,主要采用削坡减载的方法对滑坡进行加固治理。削坡减载设计的关键在于获得既经济又安全的削坡方案,因此在确保安全的前提下削坡方案的优化就显得尤为重要。本论文以三峡库区典型动水压力型巨厚滑坡为研究对象,开展考虑动水压力影响的传递系数法改进研究;在此基础上,对削坡减载的优化方案进行设计,确定削坡减载方案优化的思路;最后,以三峡库区典型动水压力型巨厚滑坡——树坪滑坡为例,对其削坡减载方案进行研究。本文主要研究内容及成果概述如下:(1)介绍了传递系数法计算稳定系数与剩余下滑力的基本原理,讨论了静水压力情况下,在水土分算与水土合算时,传递系数法的不同表达方式;明确了动水压力的概念与物理意义,将动水压力与渗流力区分开来,在此基础上,对传递系数法进行改进使其考虑动水压力的影响。(2)通过对三峡库区典型巨厚型滑坡的削坡减载方案的优化思路进行研究,确定了削坡方案设计与优化的思路,具体为:根据滑坡类型确定其削坡工况,采用改进后的传递系数法计算滑坡稳定系数与剩余下滑力,绘制库水位骤降过程中不同时段的剩余下滑力曲线,通过剩余下滑力曲线,确定削坡的大致位置;结合滑坡形态特征与局部稳定性要求,确定削坡方案的主控因素及其优化范围;采用均匀设计方法对削坡方案进行设计,获得拟优化的削坡方案,并采用改进的传递系数法计算每个削坡方案的稳定系数;通过神经网络和遗传算法相结合的综合集成方法,对削坡方案进行优化分析,得到了满足设计安全系数且削坡方量最小的削坡方案,即最优削坡方案。(3)以三峡库区典型动水压力型滑坡树坪滑坡为例,根据本文削坡方案设计的方法与优化思路,得到最优削坡方案:第一阶斜坡AB的坡度i1取2.549,第一阶削坡的拐点B点的横坐标xb取520.9 m,第二阶斜坡CD的坡度i2取1.763,稳定系数为1.201,满足规范要求,与治理前相比提高了53.0%,与应急治理工程的1.10相比高9.18%;且削坡方量最少,为509526 m3,与已有应急治理措施相比,削方量减少66248 m3,进一步证明本文的削坡方案优化方法的可靠性。
二、基于遗传算法的物理力学参数反演(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、基于遗传算法的物理力学参数反演(论文提纲范文)
(1)软岩大断面高铁隧道施工变形控制及稳定性研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 问题的提出 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 软岩工程特性 |
1.2.2 软岩隧道变形机制研究 |
1.2.3 软岩隧道施工变形控制研究 |
1.2.4 软岩隧道围岩稳定性分析方法研究 |
1.2.5 研究现状不足之处 |
1.3 论文主要研究内容及技术路线 |
1.3.1 主要研究内容 |
1.3.2 技术路线 |
第二章 软岩大断面隧道围岩变形成因及稳定性分析 |
2.1 概述 |
2.2 依托工程概况 |
2.2.1 工程介绍 |
2.2.2 工程地质条件 |
2.2.3 阳山隧道支护设计 |
2.2.4 阳山隧道施工特点及难点 |
2.3 软岩大断面隧道软弱围岩变形监测及特征分析 |
2.3.1 隧道软弱围岩监控量测的目的 |
2.3.2 阳山隧道监控量测项目 |
2.3.3 阳山隧道监控量测方案 |
2.3.4 阳山隧道变形控制基准 |
2.3.5 软岩大断面隧道软弱围岩变形特征分析 |
2.4 软岩大断面隧道变形成因分析 |
2.4.1 软岩大断面隧道变形影响因素 |
2.4.2 软岩大断面隧道变形机理 |
2.5 基于阳山隧道超前地质预报的稳定性分析 |
2.5.1 超前地质预报目的 |
2.5.2 超前地质预报项目 |
2.5.3 地震波法超前预报 |
2.5.4 地质雷达法超前预报 |
2.5.5 超前水平钻超前预报 |
2.6 本章小结 |
第三章 基于机器学习算法的围岩力学参数反演 |
3.1 概述 |
3.2 机器学习算法原理 |
3.2.1 支持向量机概述 |
3.2.2 核函数概述 |
3.3 围岩参数反演 |
3.3.1 基于正交试验的反演样本设计 |
3.3.2 支持向量机参数寻优 |
3.3.3 基于GA-SVM的围岩参数反演 |
3.4 施工模拟验证 |
3.4.1 竖向位移分析 |
3.4.2 横向位移分析 |
3.5 本章小结 |
第四章 软岩大断面隧道数值模拟分析 |
4.1 概述 |
4.2 FLAC~(3D)有限差分软件简介 |
4.2.1 有限差分基本原理 |
4.2.2 软岩本构模型 |
4.2.3 有限差分模型求解流程 |
4.3 阳山隧道计算模型构建 |
4.3.1 施工模拟分析方案 |
4.3.2 阳山隧道计算模型 |
4.3.3 支护结构计算参数 |
4.4 阳山隧道施工模拟工况 |
4.4.1 三台阶法开挖方案 |
4.4.2 中隔壁法开挖方案 |
4.4.3 环形预留核心土法开挖方案 |
4.4.4 三台阶七步开挖法开挖方案 |
4.5 软岩大断面隧道施工方案优化分析 |
4.5.1 开挖工法数值模拟分析 |
4.5.2 开挖工法模拟结果对比分析 |
4.5.3 施工变形控制措施 |
4.6 本章小结 |
第五章 软岩大断面隧道不同支护措施围岩变形控制效果分析 |
5.1 概述 |
5.2 支护措施作用机理 |
5.2.1 软岩隧道锚杆支护机理 |
5.2.2 软岩隧道喷射混凝土支护机理 |
5.3 锚杆加固效果数值分析 |
5.3.1 锚杆模型的建立 |
5.3.2 系统锚杆加固效果分析 |
5.3.3 长锚杆加固效果分析 |
5.3.4 拱底锚杆加固效果分析 |
5.4 高刚度支护体系加固效果数值分析 |
5.4.1 支护模型的建立 |
5.4.2 高刚度支护体系加固效果分析 |
5.5 组合支护体系加固效果数值分析 |
5.6 本章小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
攻读学位期间发表的学术论文 |
攻读学位期间参与科研项目情况 |
参考文献 |
(2)基于伯格斯模型的冻结黏土本构关系研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 课题的研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 冻土结构性研究 |
1.2.2 冻土蠕变模型研究现状 |
1.2.3 冻土考虑损伤的蠕变模型研究现状 |
1.3 研究目标、研究内容和技术路线 |
1.3.1 研究目标 |
1.3.2 研究内容 |
1.3.3 技术路线 |
第二章 人工冻结黏土单轴抗压试验及分析 |
2.1 冻土单轴抗压强度的理论分析 |
2.1.1 冻土强度的本质 |
2.1.2 冻土强度的研究方法 |
2.2 人工冻结黏土单轴抗压试验 |
2.2.1 试样的制备与养护 |
2.2.2 试验过程及方法 |
2.3 冻结黏土单轴抗压强度试验结果分析 |
2.3.1 分析温度对抗压强度、弹性模量、泊松比的影响 |
2.3.2 对比幂函数和指函数模型对冻结黏土应力-应变关系的描述效果 |
2.4 本章小结 |
第三章 人工冻结黏土单轴蠕变试验及分析 |
3.1 流变机理 |
3.1.1 冻土的蠕变性 |
3.1.2 冻土结构缺陷的形成与发展 |
3.2 人工冻土单轴蠕变试验 |
3.2.1 单轴蠕变试验方案 |
3.2.2 单轴蠕变试验过程及方法 |
3.3 试验结果分析 |
3.4 本章小结 |
第四章 建立考虑损伤的伯格斯蠕变本构模型 |
4.1 流变模型的理论 |
4.1.1 流变模型基本元件 |
4.1.2 基本元件组合 |
4.2 考虑损伤的伯格斯蠕变本构模型的推导 |
4.2.1 考虑损伤的伯格斯蠕变本构模型参数的确定 |
4.3 本章小结 |
第五章 本构模型的遗传算法优化反演 |
5.1 遗传算法理论及实现 |
5.1.1 遗传算法的基本原理 |
5.1.2 遗传算法的基本流程 |
5.1.3 遗传算法的特点 |
5.2 Matlab的遗传算法实现 |
5.2.1 冻土未损伤反演参数实现的代码 |
5.2.2 冻土发生损伤反演参数实现的代码 |
5.2.3 相关系数R计算的实现的代码 |
5.3 考虑损伤的伯格斯本构模型的遗传算法的反演及分析 |
5.4 本章小结 |
第六章 工程实例 |
6.1 刘庄矿地下90~100m土层的拟合 |
6.2 刘庄矿地下340~349m土层的拟合 |
6.3 本章小结 |
第七章 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简介及读研期间主要科研成果 |
(3)基于离散元的堆石料宏细观参数智能反分析及其工程应用研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 工程中反分析问题及其适定性研究进展 |
1.2.2 堆石料宏观本构模型参数反分析研究进展 |
1.2.3 堆石料细观接触模型参数标定研究进展 |
1.2.4 工程尺度的离散元方法应用研究进展 |
1.2.5 人工智能算法研究进展 |
1.3 研究问题的提出 |
1.4 研究内容和技术路线 |
1.5 主要创新点 |
2 基于结构监测数据的堆石料宏观本构模型参数反分析 |
2.1 堆石料材料特性 |
2.2 堆石料材料的多尺度描述 |
2.3 堆石料宏观本构模型参数自适应反分析 |
2.3.1 堆石料本构模型 |
2.3.2 HS-MMRVM算法基本原理 |
2.3.3 堆石料宏观参数自适应反分析模型构建 |
2.3.4 堆石料宏观参数自适应反分析模型应用实例 |
2.4 堆石料宏观本构模型参数不确定性反分析 |
2.4.1 蒙特卡洛随机有限元基本原理 |
2.4.2 基于RVM和随机有限元的不确定性反分析模型构建 |
2.4.3 不确定性反分析模型应用实例 |
2.5 本章小结 |
3 基于室内三轴试验数据的堆石料细观接触模型参数标定 |
3.1 堆石料离散元模拟 |
3.1.1 离散元模拟的关键技术 |
3.1.2 堆石料细观接触模型 |
3.1.3 堆石料离散元三轴试样生成 |
3.2 堆石料细观参数对其变形特性影响分析 |
3.2.1 堆石料变形特性影响因素分析 |
3.2.2 堆石料细观参数的影响机理分析 |
3.2.3 堆石料变形特性曲线关联分析 |
3.3 单围压下基于应力应变曲线的堆石料细观接触模型参数标定 |
3.3.1 QGA-SVM算法基本原理 |
3.3.2 基于应力应变曲线的细观参数标定模型构建 |
3.3.3 基于应力应变曲线的细观参数标定模型应用实例 |
3.4 多围压下基于宏观本构模型参数的堆石料细观接触模型参数标定 |
3.4.1 基于宏观参数的细观参数标定模型构建 |
3.4.2 基于宏观参数的细观参数标定模型应用实例 |
3.5 堆石料三轴试验细观机理分析 |
3.5.1 堆石料破裂特性分析 |
3.5.2 堆石料细观组构特性的定性与定量分析 |
3.6 本章小结 |
4 基于结构监测数据的堆石料细观接触模型参数标定 |
4.1 基于结构监测数据的细观参数标定模型 |
4.1.1 基于结构监测数据的标定模型可行性 |
4.1.2 基于结构监测数据的标定模型目标函数 |
4.1.3 基于结构监测数据的标定模型构造 |
4.2 基于结构监测数据的细观参数标定模型应用实例 |
4.2.1 堆石料宏细观数值模型构建 |
4.2.2 堆石料细观参数标定结果分析 |
4.3 基于细观参数标定的堆石坝离散元数值仿真研究初探 |
4.3.1 堆石坝离散元模拟的关键问题及其解决方案 |
4.3.2 堆石坝离散元与有限元模拟结果分析 |
4.4 堆石料宏细观参数反分析软件开发 |
4.4.1 反分析软件结构设计 |
4.4.2 反分析软件功能设计 |
4.5 本章小结 |
5 基于细观参数标定结果的堆石边坡失稳演变过程离散元分析 |
5.1 堆石边坡工程案例背景 |
5.2 堆石边坡细观接触模型及其参数标定 |
5.3 堆石边坡施工工况分析 |
5.3.1 施工工况离散元模型构建 |
5.3.2 施工工况失稳演变过程分析 |
5.4 堆石边坡运行工况分析 |
5.4.1 运行工况离散元模型构建 |
5.4.2 运行工况失稳演变过程分析 |
5.5 堆石边坡滚石工况分析 |
5.5.1 滚石工况离散元模型构建 |
5.5.2 滚石工况运动分析 |
5.6 堆石边坡地震工况分析 |
5.6.1 离散元粘性边界基本原理及其构建 |
5.6.2 不同边界条件下的离散元模型动力响应分析 |
5.6.3 堆石边坡工程地震时程分析 |
5.7 堆石边坡工程措施实施效果分析 |
5.7.1 工程措施的离散元模型构建 |
5.7.2 不同混凝土挡墙高度下运行工况分析 |
5.7.3 不同混凝土挡墙高度下滚石工况分析 |
5.8 本章小结 |
6 总结与展望 |
6.1 总结 |
6.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读学位期间主要研究成果 |
(4)基于HSS模型的土岩组合地层基坑变形特性研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
ABSTRACT |
1 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 研究意义 |
1.3 国内外研究现状 |
1.3.1 土质基坑变形研究现状 |
1.3.2 土岩组合地层基坑研究现状 |
1.3.3 硬化土小应变(HSS)模型研究现状 |
1.4 研究内容与技术路线 |
1.4.1 研究目标与内容 |
1.4.2 技术路线 |
2 硬化土小应变(HSS)模型参数反演分析 |
2.1 HSS模型概述 |
2.1.1 HSS本构模型 |
2.1.2 HSS模型参数的确定方法 |
2.2 遗传神经网络的原理 |
2.2.1 BP神经网络 |
2.2.2 遗传算法基本原理 |
2.2.3 遗传算法优化BP神经网络 |
2.3 HSS模型参数敏感性分析 |
2.3.1 敏感性分析的正交设计 |
2.3.2 建立敏感性分析的二维平面模型 |
2.3.3 正交实验结果 |
2.4 参数正交设计与三维数值模拟 |
2.4.1 反演参数的正交设计 |
2.4.2 三维数值模型的建立 |
2.5 基于遗传神经网络的参数反演 |
2.5.1 BP神经网络参数反演 |
2.5.2 遗传神经网络参数反演 |
2.6 本章小结 |
3 基于HSS模型土岩组合基坑变形特性的数值模拟研究 |
3.1 HSS模型与M-C模型计算结果对比分析 |
3.2 基于HSS模型基坑变形特性分析 |
3.2.1 基坑变形特性分析 |
3.2.2 基坑力学特性分析 |
3.3 本章小结 |
4 基于HSS模型土岩组合基坑变形特性影响因素分析 |
4.1 超挖对基坑变形的影响 |
4.2 嵌岩深度对基坑变形的影响 |
4.3 上覆土层厚度对基坑变形的影响 |
4.4 超载对基坑变形的影响 |
4.5 土岩强度对基坑变形的影响 |
4.6 内支撑刚度对基坑变形的影响 |
4.7 围护桩刚度对基坑变形的影响 |
4.8 基于灰色关联度理论的基坑变形影响因素敏感性分析 |
4.8.1 地表沉降影响分析 |
4.8.2 桩体水平位移影响因素分析 |
4.9 本章小结 |
5 土岩组合基坑变形特性实测研究 |
5.1 工程概述 |
5.1.1 工程地质条件 |
5.1.2 基坑的围护结构 |
5.2 测点布置 |
5.3 土岩组合地层基坑实测结果分析 |
5.3.1 地表沉降分析 |
5.3.2 桩体水平位移分析 |
5.3.3 桩顶水平位移分析 |
5.3.4 桩顶竖向位移分析 |
5.3.5 实测结果与HSS模型计算结果的对比分析 |
5.4 本章小结 |
6 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
学位论文数据集 |
(5)明挖公路隧道基坑对下覆地铁隧道的影响研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 研究现状及存在不足 |
1.2.1 基坑开挖对下覆既有地铁隧道影响计算及风险预测 |
1.2.2 地铁隧道上方基坑工程土层参数的反演 |
1.2.3 基坑开挖对下覆既有地铁隧道影响的控制措施研究 |
1.3 主要研究内容 |
1.4 主要创新点 |
1.5 技术路线 |
第二章 基坑放坡开挖对下覆既有地铁隧道影响计算及风险预测 |
2.1 基坑开挖引起隧道的竖向附加应力公式 |
2.2 基坑开挖引起隧道的横向附加应力公式 |
2.3 算例对比验证 |
2.4 风险预测 |
2.4.1 风险分级 |
2.4.2 各级风险发生的概率计算 |
2.4.3 算例分析 |
2.4.3.1 各土层物理力学参数对6个因子的敏感性分析 |
2.4.3.2 不同因子各级风险发生的概率计算结果分析 |
2.4.3.3 竖向和横向两类因子综合影响下各级风险发生的总概率计算结果分析 |
2.5 本章小结 |
第三章 基于NSGA2遗传算法的地铁隧道上方基坑工程土层参数反演 |
3.1 土层物理力学参数与地铁隧道竖向位移、横向位移的关系式求解 |
3.2 地铁隧道上方基坑土层参数的多目标优化及决策过程 |
3.2.1 多目标优化 |
3.2.2 多目标决策 |
3.3 优化及决策结果分析 |
3.3.1 优化结果 |
3.3.2 决策结果 |
3.4 最佳方案与初始方案的数值模拟结果对比分析 |
3.5 本章小结 |
第四章 基坑开挖对地铁隧道旁侧抗拔桩影响的计算研究 |
4.1 基坑开挖对抗拔桩影响的计算公式 |
4.1.1 第一种情况下抗拔桩总竖向位移及轴力的计算公式 |
4.1.1.1 桩周表面土体对桩摩阻力使桩产生的竖向位移 |
4.1.1.2 表面以外土体剪切变形使桩产生的竖向位移 |
4.1.1.3 桩轴向变形使柱产生的竖向位移及轴力 |
4.1.2 第二种情况下抗拔桩总竖向位移及轴力的计算公式 |
4.2 算例对比验证 |
4.3 各参数对抗拔桩竖向位移和轴力的影响性分析 |
4.3.1 抗拔桩直径的影响 |
4.3.2 抗拔桩实桩长度的影响 |
4.3.3 抗拔桩与隧道净距的影响 |
4.3.4 隧道竖向位置的影响 |
4.4 本章小结 |
第五章 基坑工程中抗拔桩对既有地铁隧道影响的计算研究 |
5.1 抗拔桩施工对既有地铁隧道的影响 |
5.1.1 抗拔桩施工引起地铁隧道的竖向正应力公式 |
5.1.2 隧道表层以外土体剪切变形引起地铁隧道的竖向位移公式 |
5.1.2.1 不考虑地铁隧道的影响 |
5.1.2.2 考虑地铁隧道的影响 |
5.2 基坑开挖过程中抗拔桩对既有地铁隧道的影响 |
5.2.1 抗拔桩侧摩阻力引起地铁隧道的竖向正应力公式 |
5.2.2 隧道表层以外土体剪切变形引起地铁隧道的竖向位移公式 |
5.3 实际算例对比验证 |
5.4 各参数对地铁隧道竖向位移的影响性分析 |
5.4.1 抗拔桩直径的影响 |
5.4.2 抗拔桩实桩长度的影响 |
5.4.3 抗拔桩与隧道净距的影响 |
5.4.4 抗拔桩纵向间距的影响 |
5.4.5 隧道竖向位置的影响 |
5.5 本章小结 |
第六章 基于NSGA2遗传算法的地铁隧道上方基坑工程优化设计 |
6.1 各参数与地铁隧道最大竖向位移、基坑工程造价的关系式求解 |
6.2 地铁隧道上方基坑工程的双目标优化及决策过程 |
6.2.1 双目标优化 |
6.2.2 双目标决策 |
6.3 优化及决策结果分析 |
6.3.1 优化结果 |
6.3.2 决策结果 |
6.4 主观权重对各因变量的影响分析 |
6.5 本章小结 |
第七章 结论 |
参考文献 |
附录 攻读硕士学位期间发表的论文 |
致谢 |
(6)深部松散煤体巷道流变机理研究及控制对策(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
abstract |
变量注释表 |
1 绪论 |
1.1 选题背景与意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.3 目前研究存在的不足 |
1.4 研究内容与方法 |
2 煤岩体参数反演的算法及模型 |
2.1 参数反演的意义及对象 |
2.2 支持向量机原理 |
2.3 天牛须算法原理 |
2.4 进化支持向量机(ESVM) |
2.5 煤岩参数反演的BAS-ESVM模型 |
2.6 本章小结 |
3 实验室构建等效松散煤体 |
3.1 典型松散煤层实际赋存状态 |
3.2 成型煤体等效于现场松散煤体的方法 |
3.3 原煤分筛与含水率测定 |
3.4 实验室成型煤体及样本构建 |
3.5 基于BAS-ESVM反演模型构建等效型煤 |
3.6 本章小结 |
4 松散煤体流变特性与模型研究 |
4.1 煤体试样单轴流变试验 |
4.2 流变特性试验结果与分析 |
4.3 松散煤体蠕变方程的建立 |
4.4 松散煤体流变模型参数辨识 |
4.5 本章小结 |
5 深部巷道松散煤体流变参数反演与机理分析 |
5.1 典型松散煤巷流变工程案例 |
5.2 基于BAS-ESVM模型的巷道煤体流变参数反演 |
5.3 流变参数反演结果分析 |
5.4 松散煤体巷道流变失稳演化机理研究 |
5.5 本章小结 |
6 高压旋喷加固松散煤体现场试验研究 |
6.1 高压旋喷注浆破煤与加固机理 |
6.2 高压水平旋喷扩孔成桩现场试验 |
6.3 试验结果与分析 |
6.4 本章小结 |
7 煤巷旋喷加固数值模拟研究 |
7.1 煤浆固结体物理力学性质测试 |
7.2 高压旋喷加固技术方案初步设计 |
7.3 旋喷加固巷道数值模型建立 |
7.4 旋喷加固控制巷道流变机理分析 |
7.5 旋喷加固技术方案优化及控制效果分析 |
7.6 支护方案的综合对比分析 |
7.7 本章小结 |
8 结论与展望 |
8.1 结论 |
8.2 创新点 |
8.3 展望 |
参考文献 |
作者简历 |
学位论文数据集 |
(7)浅埋破碎段大断面隧道掌子面稳定性研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 选题背景与意义 |
1.2 隧道道掌子面稳定性的研究 |
1.2.1 理论分析 |
1.2.2 数值模拟分析 |
1.2.3 物理模型试验 |
1.3 本文研究内容与技术路线 |
第二章 隧道围岩力学参数敏感性分析与智能反演 |
2.1 引言 |
2.2 依托工程 |
2.2.1 工程概况 |
2.2.2 工程地质条件 |
2.2.3 隧道计算模型及开挖过程 |
2.3 白水隧道围岩力学参数敏感性分析 |
2.3.1 影响因素敏感性分析方法 |
2.3.2 基于单因素的参数敏感性分析 |
2.3.3 基于多因素的参数敏感性分析 |
2.3.4 敏感性分析结果 |
2.4 基于GA-BP神经网络的白水隧道围岩力学参数反演 |
2.4.1 参数反演原理 |
2.4.2 构造神经网络样本 |
2.4.3 白水隧道位移反分析 |
2.5 本章小结 |
第三章 考虑中间主应力的浅埋破碎段大断面隧道掌子面稳定性分析 |
3.1 引言 |
3.2 统一强度理论下的隧道掌子面稳定性分析 |
3.2.1 统一强度理论 |
3.2.2 太沙基松动土压力 |
3.2.3 统一强度理论的太沙基松动土压力理论 |
3.2.4 考虑中间主应力的浅埋破碎段大断面隧道掌子面稳定性分析 |
3.3 不同工况下隧道掌子面的稳定性分析 |
3.3.1 不同埋深下隧道掌子面的稳定性分析 |
3.3.2 不同地表荷载下隧道掌子面的稳定性分析 |
3.3.3 不同重度下隧道掌子面的稳定性分析 |
3.3.4 不同粘聚力下隧道掌子面的稳定性分析 |
3.3.5 不同摩擦角下隧道掌子面的稳定性分析 |
3.3.6 不同台阶高度下隧道掌子面的稳定性分析 |
3.3.7 不同洞宽下隧道掌子面的稳定性分析 |
3.3.8 不同统一强度参数下隧道掌子面的稳定性分析 |
3.3.9 不同开挖进尺下隧道掌子面的稳定性分析 |
3.3.10 工程实例分析 |
3.4 爆破震动作用下的隧道掌子面稳定性的分析 |
3.4.1 爆破振动速度与加速度的计算 |
3.4.2 基于拟静力法的爆破振动惯性力计算 |
3.4.3 考虑中间主应力及爆破振动作用下的隧道掌子面稳定性分析 |
3.4.4 不同工况下隧道掌子面的稳定性分析 |
3.4.5 工程实例分析 |
3.5 本章小结 |
第四章 考虑岩墙厚度的浅埋破碎段大断面隧道掌子面稳定性分析 |
4.1 引言 |
4.2 隧道掌子面前方岩墙厚度计算模型 |
4.3 隧道掌子面前方岩墙厚度计算模型 |
4.3.1 仅考虑整体冲切—抗拉破坏模式 |
4.3.2 仅考虑整体冲切—抗剪破坏模式 |
4.3.3 考虑整体冲切抗拉与抗剪共同作用的破坏模式 |
4.4 工程实例分析 |
4.5 本章小结 |
第五章 浅埋破碎段隧道掌子面稳定性的数值分析 |
5.1 引言 |
5.2 不同超前支护厚度下隧道掌子面的稳定性分析 |
5.2.1 掌子面挤出位移分析 |
5.2.2 隧道地表沉降分析 |
5.2.3 隧道拱顶沉降分析 |
5.3 不同台阶长度下隧道掌子面的稳定性分析 |
5.3.1 掌子面挤出位移分析 |
5.3.2 隧道地表沉降分析 |
5.4 新意法下隧道掌子面的稳定性分析 |
5.4.1 玻璃纤维锚杆预加固掌子面的基本力学原理 |
5.4.2 隧道开挖模拟计算参数 |
5.4.3 新意法与新奥法的对比分析 |
5.5 新意法下的隧道施工支护参数分析 |
5.5.1 不同锚杆间距的影响 |
5.5.2 不同锚杆长度的影响 |
5.6 隧道前方存在有压溶腔的掌子面稳定性分析 |
5.6.1 计算工况 |
5.6.2 数值计算结果分析 |
5.6.3 数值模拟计算与公式计算结果对比 |
5.7 本章小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
附录 (攻读硕士学位期间发表的论文及参与的课题) |
(8)基于改进响应面—遗传算法的古塔物理力学参数反分析(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
1 绪论 |
1.1 研究背景、目的及意义 |
1.1.1 研究背景 |
1.1.2 研究目的及意义 |
1.2 国内外古塔的研究现状 |
1.2.1 国内古塔的研究现状 |
1.2.2 国外古塔的研究现状 |
1.3 国内外参数反分析研究现状 |
1.3.1 反分析方法介绍 |
1.3.2 国内参数反分析研究现状 |
1.3.3 国外参数反分析研究现状 |
1.4 课题研究的主要内容 |
1.5 课题研究的技术路线 |
2 改进响应面-遗传算法的理论基础 |
2.1 改进响应面法的理论 |
2.1.1 响应面法理论 |
2.1.2 响应面法的Box-Behnken试验设计 |
2.1.3 均一化理论 |
2.1.4 改进的响应面法 |
2.2 遗传算法的基本原理 |
2.2.1 遗传算法的理论 |
2.2.2 遗传算法的基本步骤 |
2.3 改进响应面-遗传算法的参数反分析法 |
3 古塔物理力学参数灵敏度分析理论 |
3.1 灵敏度分析理论 |
3.2 影响砖石塔动力特性的参数因子 |
3.2.1 弹性模量 |
3.2.2 密度 |
3.2.3 泊松比 |
4 五花寺塔概况及动力特性分析 |
4.1 五花寺塔工程概况及残损现状 |
4.1.1 五花寺塔工程概况 |
4.1.2 五花寺塔的残损现状 |
4.2 五花寺塔的有限元分析 |
4.2.1 有限元分析的基本原理 |
4.2.2 五花寺塔的有限元模型 |
4.2.3 五花寺塔力学参数及计算单元的确定 |
4.2.4 五花寺塔动力特性数值计算与分析 |
4.3 五花寺塔的动力特性试验 |
5 基于改进响应面-遗传算法的古塔力学参数反分析 |
5.1 古塔参数灵敏度分析 |
5.1.1 五花寺塔的局部灵敏度分析 |
5.1.2 古塔物理力学参数调整 |
5.2 古塔物理力学反演参数的确定 |
5.3 基于改进响应面法的模型构建 |
5.4 遗传算法参数优化 |
5.5 优化后结果分析 |
5.6 本章小结 |
6 古塔静动力分析及加固建议 |
6.1 五花寺塔的静动力特性 |
6.2 五花寺塔的加固建议 |
7 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 展望 |
攻读学位期间参加的科研项目及发表的学术论文 |
致谢 |
参考文献 |
(9)基于物联网和云计算的岩土地下工程仿真分析与监测预警系统开发(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 岩土地下工程监测系统研究现状 |
1.2.2 岩土地下工程参数反分析研究现状 |
1.2.3 问题和不足 |
1.3 研究内容 |
1.4 技术路线 |
1.5 本文创新点 |
第2章 基于物联网和云计算的仿真分析与监测预警系统设计 |
2.1 物联网的基本概念 |
2.2 云计算的基本概念 |
2.3 系统开发需求 |
2.4 系统功能结构 |
2.5 系统体系架构 |
2.6 本章小结 |
第3章 岩土地下工程数值仿真模拟实例 |
3.1 工程概况 |
3.1.1 工程简介 |
3.1.2 工程地质条件和水文条件 |
3.1.3 支护结构形式 |
3.2 三维模型构建 |
3.2.1 几何参数 |
3.2.2 本构模型与土层划分 |
3.2.3 支护结构设计与参数 |
3.2.4 施工过程与工况 |
3.3 计算结果及分析 |
3.3.1 深层水平位移结果及分析 |
3.3.2 周边地表沉降结果及分析 |
3.3.3 数值模拟结果与监测数据对比及分析 |
3.4 本章小结 |
第4章 基于现场监测数据的参数反分析 |
4.1 基于神经网络算法的参数反分析 |
4.1.1 神经网络算法介绍 |
4.1.2 基于BP神经网络的参数反演流程 |
4.1.3 正交试验与样本获取 |
4.1.4 神经网络结构确定 |
4.1.5 参数反分析 |
4.2 基于遗传-神经网络算法的参数反分析 |
4.2.1 遗传算法介绍 |
4.2.2 遗传算法优化BP神经网络的流程 |
4.2.3 遗传算法优化神经网络的具体实现 |
4.2.4 参数反分析 |
4.3 基于神经网络算法与遗传-神经网络算法参数反分析的对比 |
4.4 本章小结 |
第5章 岩土地下工程仿真分析与监测预警系统开发与测试 |
5.1 感知层与网络层设备选型 |
5.2 支撑层平台选择 |
5.3 应用层服务设计与实现 |
5.3.1 Web技术介绍 |
5.3.2 系统环境部署 |
5.3.3 数据接收程序设计 |
5.3.4 系统界面设计 |
5.3.5 数据库设计 |
5.3.6 实时仿真分析模块与软件集成 |
5.3.7 系统功能模块实现 |
5.3.8 Web应用程序发布 |
5.4 系统测试 |
5.4.1 基于物联网技术的智能采集系统测试 |
5.4.2 基于云计算的岩土地下工程实时仿真分析功能测试 |
5.4.3 系统适配性检验 |
5.5 本章小结 |
第6章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
硕士期间发表论文和科研情况 |
致谢 |
(10)三峡库区典型巨厚滑坡削坡减载方案优化研究 ——以树坪滑坡为例(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 选题的依据及研究意义 |
1.2 国内外研究现状及存在的问题 |
1.2.1 考虑动水压力条件下滑坡稳定性的研究现状 |
1.2.2 滑坡削坡减载方案研究现状 |
1.2.3 人工神经网络与遗传算法运用于方案优化的研究现状 |
1.2.4 存在的问题及不足 |
1.3 本文的研究内容及技术路线 |
1.3.1 研究内容 |
1.3.2 技术路线 |
第二章 拟优化的削坡减载方案设计 |
2.1 削坡控制工况的确定 |
2.2 控制工况条件下剩余下滑力的计算 |
2.2.1 剩余下滑力的计算方法——传递系数法 |
2.2.2 传递系数法的改进 |
2.3 削坡位置、主控因素及其范围的选择 |
2.4 削坡减载方案设计 |
2.5 本章小结 |
第三章 削坡减载方案优化思路 |
3.1 优化理论 |
3.1.1 人工神经网络 |
3.1.2 遗传算法 |
3.2 优化步骤 |
3.3 本章小结 |
第四章 工程实例分析 |
4.1 树坪滑坡基本概况 |
4.1.1 树坪滑坡地形地貌 |
4.1.2 树坪滑坡地层岩性 |
4.1.3 树坪滑坡水文地质条件 |
4.2 树坪滑坡岩土体物理力学参数 |
4.3 控制工况条件下树坪滑坡剩余下滑力曲线的确定 |
4.3.1 渗流场模拟 |
4.3.2 削坡前稳定系数与剩余下滑力的计算 |
4.4 树坪滑坡拟优化的削坡减载方案设计 |
4.4.1 削坡位置的选择 |
4.4.2 削坡主控因素及其范围的确定 |
4.4.3 拟优化削坡减载方案的拟定 |
4.5 不同削坡减载方案下削坡效果计算 |
4.6 削坡减载方案优化 |
4.7 优化效果评价 |
4.8 本章小结 |
第五章 结论与展望 |
5.1 主要结论 |
5.2 展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况 |
四、基于遗传算法的物理力学参数反演(论文参考文献)
- [1]软岩大断面高铁隧道施工变形控制及稳定性研究[D]. 李浩. 南京林业大学, 2021(02)
- [2]基于伯格斯模型的冻结黏土本构关系研究[D]. 纪安康. 安徽建筑大学, 2021(08)
- [3]基于离散元的堆石料宏细观参数智能反分析及其工程应用研究[D]. 马春辉. 西安理工大学, 2020
- [4]基于HSS模型的土岩组合地层基坑变形特性研究[D]. 刘蓉. 北京交通大学, 2020(03)
- [5]明挖公路隧道基坑对下覆地铁隧道的影响研究[D]. 卜康正. 广州大学, 2020(04)
- [6]深部松散煤体巷道流变机理研究及控制对策[D]. 孙元田. 中国矿业大学, 2020
- [7]浅埋破碎段大断面隧道掌子面稳定性研究[D]. 祝江林. 湖南科技大学, 2019(06)
- [8]基于改进响应面—遗传算法的古塔物理力学参数反分析[D]. 袁亚芳. 华北水利水电大学, 2019(01)
- [9]基于物联网和云计算的岩土地下工程仿真分析与监测预警系统开发[D]. 杨鲤铭. 天津大学, 2019(06)
- [10]三峡库区典型巨厚滑坡削坡减载方案优化研究 ——以树坪滑坡为例[D]. 张颖博. 合肥工业大学, 2019(01)