基于仿生智能方法的隧道圍巖穩(wěn)定性評(píng)判及預(yù)測(cè).pdf

1、隨著我國(guó)道路交通、水電建設(shè)以及礦產(chǎn)能源開(kāi)發(fā)的深入發(fā)展，特別是西部大開(kāi)發(fā)以來(lái)，修建的各種用途的隧道長(zhǎng)度越來(lái)越長(zhǎng)，跨度越來(lái)越寬，埋深越來(lái)越深，地質(zhì)條件愈趨復(fù)雜，規(guī)模日益巨大，技術(shù)問(wèn)題日趨復(fù)雜。而圍巖的穩(wěn)定性直接決定了隧道建筑的安全、穩(wěn)定和正常使用條件，所以圍巖穩(wěn)定性的分析、評(píng)判及預(yù)測(cè)結(jié)果的正確與否直接關(guān)系到隧道建筑的成敗。如果能夠及時(shí)準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)評(píng)判圍巖的狀態(tài)，就可盡早地預(yù)見(jiàn)隧道失穩(wěn)并采取相應(yīng)的措施，使由于隧道失穩(wěn)而造成的損失減少到最低程度。

2、 基于上述目的，本論文針對(duì)目前隧道圍巖穩(wěn)定性預(yù)測(cè)評(píng)判中存在著不能很好地剔除監(jiān)測(cè)位移中影響隧道穩(wěn)定性判定的虛假噪聲，監(jiān)測(cè)點(diǎn)不能完全緊跟掌子面步設(shè)致使隧道開(kāi)挖后部分重要的前期位移釋放值丟失，且沒(méi)有充分利用多個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的位移監(jiān)測(cè)資料的三個(gè)典型難題，在廣泛查閱國(guó)內(nèi)外有關(guān)隧道圍巖穩(wěn)定性研究、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、基于克隆選擇原理的免疫算法以及多傳感器信息融合的文獻(xiàn)資料的基礎(chǔ)上，著重從圍巖位移信息預(yù)處理、圍巖位移值的前推修正與預(yù)測(cè)和多個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位移信息

3、融合三個(gè)方面開(kāi)展研究。在分析傳統(tǒng)的信息預(yù)處理的方法不足的基礎(chǔ)上，首次應(yīng)用基于奇異值分解的信號(hào)處理方法對(duì)隧道圍巖的監(jiān)測(cè)位移信息進(jìn)行降噪處理；然后針對(duì)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的缺陷，將BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和基于克隆選擇原理的免疫算法改進(jìn)并結(jié)合提出免疫克隆BP網(wǎng)絡(luò)，對(duì)隧道圍巖的監(jiān)測(cè)位移進(jìn)行前推修正和預(yù)測(cè)；在此基礎(chǔ)上，依據(jù)改進(jìn)的基于克隆選擇原理的免疫算法和信息融合理論提出了基于免疫克隆算法的信息融合方法及圍巖多點(diǎn)監(jiān)測(cè)位移信息融合結(jié)構(gòu)模型，結(jié)合近年來(lái)提出的變形速率比

4、值法，對(duì)隧道圍巖多個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的位移信息進(jìn)行了融合處理和綜合分析，提取了能反映隧道圍巖整體狀態(tài)變化的綜合位移信息，并以此來(lái)預(yù)測(cè)評(píng)判隧道圍巖的穩(wěn)定性；最后，用毛爾蓋水電站隧道工程實(shí)例對(duì)本文提出的各種方法進(jìn)行了驗(yàn)證、分析和總結(jié)。 實(shí)例結(jié)果表明，本文提出的針對(duì)監(jiān)測(cè)位移的降噪方法具有較好的降噪效果，提出的針對(duì)位移監(jiān)測(cè)信息的前推修正和預(yù)測(cè)方法具有較高精度，提出的針對(duì)多點(diǎn)監(jiān)測(cè)位移信息的融合方法也具有較好的融合能力，且在此基礎(chǔ)上對(duì)圍巖狀態(tài)的評(píng)判有