基于突變理論的地下工程圍巖穩(wěn)定極限位移確定方法.pdf

1、隨著我國交通事業(yè)的迅猛發(fā)展，隧道建設工程規(guī)模越來越大，施工過程中圍巖的穩(wěn)定性問題也越來越突出，塌方事故經常會發(fā)生，已成為造成工程經濟損失、工期延誤等的重要原因，因此對隧道的穩(wěn)定性問題進行風險評估和預測有著極為重要的意義。
　　目前應用突變理論對隧道圍巖穩(wěn)定極限位移進行研究的理論主要有:能量突變理論、熵突變理論、位移突變理論、洞周屈服區(qū)面積突變理論和廣義粘塑性剪應變突變理論。這些理論都是基于隧道平面問題進行的研究，與實際的三維施工工

2、況有所差別，為了更好地服務于工程實踐，本文采用塑性區(qū)體積突變理論對隧道三維開挖過程中的圍巖塑性區(qū)體積突變進行研究。
　　相關試驗參數(shù)的選取采用均勻試驗設計的方法，隧道斷面的選取參考自公路隧道設計規(guī)范(JTG D70-2004)，隧道的開挖方式采用臺階法開挖。首先通過ANSYS進行模型的建立，然后利用FLAC3D軟件模擬計算地下工程的施工開挖過程，并將突變理論引入該研究領域，進行地下工程圍巖穩(wěn)定極限位移的研究。通過根據數(shù)值模擬計算結

3、果所獲得的各開挖步監(jiān)測斷面范圍內的屈服區(qū)體積變化序列來構造出尖點突變模型，并求得在隧道施工過程中的突變特征值，然后根據突變原理獲取隧道圍巖失穩(wěn)的極限位移值，依據這些數(shù)據構造出訓練樣本，進而分別引入多元回歸算法和進化支持向量回歸算法，建立起當隧道處在臨界平衡狀態(tài)時，圍巖地質條件、埋置深度、支護參數(shù)與關鍵點極限位移之間的數(shù)學模型。該數(shù)學模型可以用于對施工過程中圍巖穩(wěn)定極限位移值的預測，確保隧道施工過程中的開挖安全和完工后的工程質量，減少所需