双断层地下洞室稳定性快速分析方法研究.pdfVIP

第31卷第11期 长 江 科 学 院 院 报 Vo1．31 No．11 2014年 11月 JournalofYangtzeRiverScientificResearchInstitute N0v． 2 O 14 DOI：10．3969／j．issn．1001—5485．2014．11．025 双断层地下洞室稳定性快速分析方法研究 刘乃飞 。李 宁 ，营 强 (1．西安理工大学 岩土工程研究所 ，西安 710048；2．中国科学院寒区旱区环境与工程研究所冻土工程 国家重点实验室 ，兰州 730000；3．中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司，西安 710065) 摘 要：针对当前商业软件分析速度难以满足信息化施工时效性的这一关键难题，结合课题组多年的研究成果，提 出了一种全新的解决思路。首先概化出对隧洞稳定性影响较大的4大类 15个参数，并拟定系统的数值试验方案； 然后建立数值分析结果和各影响因素的关系数据库，并以此为样本借助BP神经网络技术构建双断层洞室稳定性 快速分析系统 ；最后用该系统对拉西瓦水电站厂房稳定性进行了分析。洞周变形误差小于20％，满足工程要求， 表明该系统具有较好的可靠性。 关键词：信息化施工 ；双断层洞室；BP神经网络技术 ；快速分析系统 中图分类号：TU45 文献标志码：A 文章编号：1001—5485(2014)11—0125—06 解决思路：即将数值解的手段结合解析解 的思路 提出一种快速准确的分析方法，开发一款快速、功 1 研究背景 能强大、操作简单的分析工具软件，消除当前隧道 当前随着科学技术的发展和施工难度的加大， 工程设计与施工实际与科技发展水平的不协调之 信息化施工在岩土工程界得到了高度重视 J。尤 处，实现全面的信息化施工。目前虽有一些学者 其是对于地下工程人员，其面对的是经无数次地质 初步开展 了一些研究工作，但是仍难 以满足信息 运动形成的复杂地质体，因此施工前期地质勘查的 化施工的要求 J。本文正是基于上述思路展开 准确性必将受到显著影响，从而导致设计参数需根 研究，拟通过系统的数值试验基于BP神经网络构 据经验确定。但在施工过程中却可以揭露出大量的 建含2条断层城门洞型洞室的稳定性快速分析系 地质资料，如果能将这些地质资料和工程实际情况 统(简称快速系统)，并通过实际工程验证其分析 及时反馈给设计人员，实现真正意义上的信息化施 结果的可靠性。 工对确保地下洞室工程安全至关重要 。 但现有的大型商业软件 (ANSYS，ABQUS，ADI— 2 快速系统构建思路 NA等)即使分析一个简单的二维隧道断面(含断层 等结构面)，都需3～5d以上时间(因为建有限元模 要解决当前信息化施工面临的难题，关键是将 型通常要花一半以上的时间，给出边界条件、加载等 设计变更的各参与方融为一体，最大限度地缩短各 又需几个到几十个小时，求解输出结果又需几个小 环节的时问，提高时效性。也就是说需开发一款满 时)，更别说从发现问题到将其委托给专门研究单 足以下条件的分析软件：适用于普通工程人员且既 位所花费的时间 。 方便快捷又能考虑主要地质不连续结构面和施工措 可见现有的大型商业软件的分析速度远远无 施 的影响 J。 法满足信息化施工的要求 ，严重阻碍 了信息化施 然而如果要考虑地质体的不连续性及复杂的施 工的全面