论文部分内容阅读
本文以某市地铁施工为背景,设计了包括岩土参数敏感性分析、围岩位移反分析和有限元模拟为一体的综合分析方案。利用已有的施工检测数据对原有施工方案进行验证,同时为后续施工提供理论依据。本文主要完成如下几方面工作:1.利用统计学的方法,对影响围岩稳定的各个物理力学参数进行敏感度分析,找出敏感因素并加以评估。本文根据某市地铁202标段的设计参数,建立了二维有限元模型,参考了工程地质资料与《工程岩体分级标准》(GB50218-94),利用拉丁超立方抽样的方式随机抽取了20组随机参数,进行有限元计算,获得了围岩弹性区和塑性区特征点的位移变化值。通过将围岩参数秩与位移变化的秩进行Spearman秩相关系数的运算。分别获得了对弹性区和塑性区影响较大的围岩参数。结算结果显示,弹性模量、重度、泊松比、内摩擦角是有限元模型中敏感度较大的参数。2.在围岩参数敏感度分析的基础上,对敏感性较高的参数进行围岩位移反分析,获得更加合理的计算参数。对敏感性较高的参数在《工程岩体分级标准》(GB50218-94)规范要求内,利用拉丁超立方(LSH)进行抽样,获得了90组随机抽样。利用有限元软件建立模型,计算出每组抽样对应的拱顶位移和净空收敛。通过BP神经网络,将拱顶位移和净空收敛作为输入端,抽样参数作为输出端建立神经网络。然后通过将某市地铁202标段的实测结果代入训练好的神经网络进行反演,获得了预测围岩参数。再将预测参数代入有限元模型进行验证。通过比较发现,反演正算的结果与工程实测值接近,证明所训练的神经网络能够对围岩参数进行合理的预测。同时获得了预测的参数:弹性模量为1Gpa,重度21×103kN/m3,泊松比0.334,内摩擦角31°。3.研究了盾构施工法的有限元模拟方法。由围岩位移反分析获得的围岩参数作为基础参数,研究和分析了盾构施工法对地表、地下围岩的影响。获得了沉降、水平位移随时间的变化规律,以及沉降和水平位移沿深度的分布情况。4.利用数值模拟的方法研究了隧道开挖对邻近桩基础的影响。分析了不同桩长、不同桩与隧道距离的条件下,隧道开挖对桩身位移、桩身受力的变化规律。同时,总结了桩体存在与否,隧道开挖对地层变形的影响。