[博士]隐伏溶洞与隧道间安全距离及其智能预测模型研究179页(国家自然科学基金资助)

发表于2015-04-23     2588人浏览     1人跟帖     总热度:202  

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资料目录

  • 绪论1
  • 1.1 问题的提出及研究意义1
  • 1.2 研究现状4
  • 1.2.1溶洞发育规律及其探测技术的研究现状7
  • 1。2.2溶洞对隧道稳定性影响的研究现状9
  • 1.2.3溶洞与隧道间安全距离研究现状12
  • 1.2.4需进一步研究的问题12
  • 1.3 本文研究思路与研究内容13
  • 1.3.1研究思路.13
  • 1.3.2研究内容14
  • 1.4 本文的创新点15
  • 2 溶洞特征及隐伏溶洞一隧道分析模型17
  • 2.1 溶洞发育特征分析17
  • 2.1.1碳酸盐岩与溶洞发育1 8
  • 2.1.2地质构造与溶洞的发育18
  • 2.1.3岩溶水动力分带与溶洞的发育20
  • 2.1.4溶洞的分类21
  • 2.2 溶洞尺寸统计和空间展布分析22
  • 2.2.1溶洞尺寸统计分析23
  • 2.2.2溶洞空间展布形态分析24
  • 2.2.3 隐伏溶洞与隧道位置关系25
  • 2.3 隐伏溶洞一隧道分析模型27
  • 2.3.1大跨度隐伏溶洞分析模型27
  • 2.3.2中小跨度隐伏溶洞分析模型30
  • 2.4 本章小结30
  • 3 基于强度理论隐伏溶洞与隧道间安全距离研究33
  • 3.1 溶洞与隧道间岩层的失稳机理分析33
  • 3.2 隐伏溶洞位于隧道底部时安全距离34
  • 3.2.1 固支梁模型.35
  • 3.2.2悬壁梁模型.37
  • 3.2.3悬臂板模型38
  • 3.2.4 四周固支板模型.39
  • 3.3 隐伏溶洞位于隧道顶部时安全距离.40
  • 3.3.1 固支梁模型.41
  • 3.3.2悬壁梁模型.42
  • 3.3.3简支梁模型.44
  • 3.3.4固支板模型.45
  • 3.4 隐伏溶洞位于隧道侧部时安全距离.46
  • 3.5 实例分析.48
  • 3.6 本章小结.49
  • 4 基于突变理论隐伏溶洞与隧道间安全距离研究.51
  • 4.1 突变理论.51
  • 4.1.1突变理论简介.52
  • 4.1.2尖点突变模型.53
  • 4.1.3突变失稳机理分析.55
  • 4.2 隧道岩体开挖的尖点突变失稳分析.59
  • 4.2.1 隧道岩体开挖的尖点突变失稳模型.59
  • 4.2.2隐伏溶洞与隧道间岩层突变失稳分析.60
  • 4.3 隐伏溶洞位于隧道底部时安全距离.61
  • 4.3.1力学模型的建立.61
  • 4.3.2简化为椭圆形板时安全距离.63
  • 4.3.3简化为固支梁时安全距离.68
  • 4.4 隐伏溶洞位于隧道项部时安全距离.70
  • 4.4.1力学模型的建立.70
  • 4.4.2顶板岩层系统的势函数表达式.71
  • 4.4.3 失稳分析及安全距离的确定.72
  • 4.4.4简支梁、悬臂梁、组合梁岩层组合安全距离的确定.75
  • 4.5 隐伏溶洞位于隧道前方时安全距离.77
  • 4.5.1力学模型的建立.77
  • 4.5.2系统的势函数表达式.78
  • 4.5.3安全距离的确定.79
  • 4.6 实例分析.80
  • 4.7 本章小结81
  • 5 隐伏溶洞与隧道间安全距离数值试验方法探讨83
  • 5.1 数值模拟方法83
  • 5.1.1数值模拟方法简介83
  • 5.1.2 ANSYS软件简介84
  • 5.2 隐伏溶洞影响下隧道施工过程的数值模拟方法85
  • 5.2.1 隐伏溶洞的数值模拟85
  • 5.2.2模型参数的选取和网格划分86
  • 5.2.3模型范围确定和边界条件处理87
  • 5.2.4隧道开挖支护的模拟88
  • 5.2.5数值模拟步骤90
  • 5.3 隐伏溶洞与隧道间安全距离的判据90
  • 5.3.1围岩失稳判据91
  • 5.3.2基于突变理论的围岩失稳判据92
  • 5.3.3 隐伏溶洞与隧道间安全距离的判据93
  • 5.4 隐伏溶洞与隧道间安全距离的影响因素96
  • 5.4.1基于解析解的影响因素分析96
  • 5。4.2基于模型试验的影响因素分析97
  • 5.4.3基于数值试验的影响因素分析98
  • 5.4.4数值试验影响因素的确定100
  • 5.5 隐伏溶洞与隧道间安全距离数值试验方案101
  • 5.5.1统计试验设计方法101
  • 5.5.2数值试验影响因素取值和水平划分103
  • 5.5.3数值试验方案设计105
  • 5.6 本章小结107
  • 6 隐伏溶洞与隧道间安全距离数值模拟计算一109
  • 6.1 基于突变理论能量突变的安全距离数值模拟计算109
  • 6.1.1 隐伏溶洞与隧道间岩层突变失稳机理109
  • 6.1.2隐伏溶洞与隧道间临界安全距离尖点突变模型110
  • 6.1.3基于能量突变的安全距离数值模拟实现过程112
  • 6.1.4基于能量突变的安全距离数值模拟计算113
  • 6.2 基于二分法塑性区贯通的安全距离数值模拟计算121
  • 6.2.1 塑性区贯通的安全距离判据121
  • 6.2.2二分法基本原理122
  • 6.2.3基于二分法塑性区贯通的安全距离数值模拟实现过程123
  • 6.2.4基于二分法塑性区贯通的安全距离数值模拟计算124
  • 6.3 基于强度折减法安全系数突变的安全距离模数值拟计算131
  • 6.3.1强度折减法的基本原理131
  • 6.3.2隐伏溶洞与隧道间距离的安全系数132
  • 6.3.3强度折减法安全系数突变的安全距离数值模拟实现过程133
  • 6.3.4基于强度折减法安全系数突变的安全距离模拟计算133
  • 6.4 三种计算方法的对比分析1 37
  • 6.4.1三种计算方法原理分析138
  • 6.4.2三种方法计算结果分析138
  • 6.5 本章小结139
  • 7 隐伏溶洞与隧道间安全距离智能预测模型研究应用141
  • 7。1 支持向量机141
  • 7.1.1统计学习理论142
  • 7.1.2支持向量机144
  • 7.1.3基于支持向量机的回归方法146
  • 7.1.4支持向量机特点总结149
  • 7.2 基于支持向量机的安全距离预测建模方法149
  • 7.2.1建模方法149
  • 7.2.2模型的实现1 5 1
  • 7.3 基于支持向量机安全距离智能预测模型153
  • 7.3.1 隐伏溶洞与隧道间安全距离影响因素的确定154
  • 7.3.2学习样本的建立154
  • 7.3.3建立安全距离智能预测模型1 55
  • 7.4 隐伏溶洞与隧道间安全距离实例分析159
  • 7.4.1五爪观隧道159
  • 7.4.2鲁竹坝二号隧道1 61
  • 7.5 本章小结165
  • 8 结论与展望167
  • 8.1 结论167
  • 8.2 进一步工作与展望170

内容简介

当隧道周围有隐伏溶洞存在时,如何合理确定两者间安全距离是个相当棘手技术难题,它关系到隧道能否顺利施工和安全运营,并且在一定程度上决定了隧道长度及埋深,两者距离越小,隧道避绕溶洞的距离越小,隧道越短,工程造价就越低,但隧道失稳的危险性也越大。论文针对隐伏溶洞与隧道间的安全距离及其智能预测模型开展系统研究,主要进行了以下几方面的研究工作:
  (1)通过收集西南地区岩溶隧道资料以及宜万隧道的调研,分析了溶洞发育特征、溶洞尺寸和空间展布,总结了隧道工程中常见的3种隐伏溶洞与隧道的位置关系。在此基础上,建立了大跨度隐伏溶洞一隧道分析模型和中小跨度隐伏溶洞一隧道分析模型。
  (2)分析了大跨度隐伏溶洞与隧道间岩层失稳机理,采用弹性粱、板理论,分别对隐伏溶洞位于隧道项部、隧道底部和侧部时各个力学模型的受力状态进行分析,推导了隐伏溶洞与隧道间安全距离计算公式,并用工程实例进行了验证,为岩溶区隧道工程的稳定性评价提供了理论依据。
  (3)提出了基于突变理论隐伏溶洞与隧道间安全距离研究方法。
  (4)探讨了隐伏溶洞影响下隧道施工过程的模拟方法。
  (5)建立了有限元数值试验模型,确定了影响隐伏溶洞与隧道间安全距离因素的取值范围和水平划分。
  (6)提出了基于能量突变、二分法塑性区贯通和强度折减法安全系数突变的隐伏溶洞与隧道间安全距离数值模拟计算方法,采用均匀试验设计法设计出的实验方案进行了模拟计算,并对这三种方法进行了分析比较。
  (7)提出基于SVM隐伏溶洞与隧道间安全距离预测方法,在MATLAB中编制相应的程序,用数值模拟计算所得数据作为SVM的样本进行学习训练,得到基于SVM隐伏溶洞与隧道间安全距离智能预测模型,并将该模型用于岩溶隧道实际工程,结果表明本文研究成果具有较高的可靠性,对隐伏溶洞与隧道间安全距离合理的选择具有重要的意义,并促进岩溶隧道施工和设计向智能化发展。
  ……
  共计179页,编制于2012年

[博士]隐伏溶洞与隧道间安全距离及其智能预测模型研究179页(国家自然科学基金资助)

[博士]隐伏溶洞与隧道间安全距离及其智能预测模型研究179页(国家自然科学基金资助)-顶板岩层的简化力学模型

顶板岩层的简化力学模型

[博士]隐伏溶洞与隧道间安全距离及其智能预测模型研究179页(国家自然科学基金资助)-两种溶洞力学模型

两种溶洞力学模型

[博士]隐伏溶洞与隧道间安全距离及其智能预测模型研究179页(国家自然科学基金资助)-结构风险最小化示意图

结构风险最小化示意图

[博士]隐伏溶洞与隧道间安全距离及其智能预测模型研究179页(国家自然科学基金资助)-7种隐伏溶洞位置图

7种隐伏溶洞位置图

[博士]隐伏溶洞与隧道间安全距离及其智能预测模型研究179页(国家自然科学基金资助)-隐伏溶洞与隧道位置关系

隐伏溶洞与隧道位置关系

[博士]隐伏溶洞与隧道间安全距离及其智能预测模型研究179页(国家自然科学基金资助)-隐伏溶洞位于隧道顶部

隐伏溶洞位于隧道顶部

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 发表于2015-04-23   |  只看该作者      

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隐伏溶洞与隧道问安全距离及其智能预测模型研究,获得国家自然科学基金资助。总结了隧道工程中常见的3种隐伏溶洞与隧道的位置关系。在此基础上,建立了大跨度隐伏溶洞一隧道分析模型和中小跨度隐伏溶洞一隧道分析模型。推荐学习参考。

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北京 西城区 | 路桥市政

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