隧道围岩位移反分析法是利用现场量测位移来反推工程区域的力学特性及其地质背景的初参数——力学特性参数、初始地应力等的分析方法。隧道工程施工过程中控制岩体变形和安全一直是各国隧道工程师所面临的一大难题。随着隧道工程在整个公路建设中的比重和难度的增大,在现代岩土工程问题中,特别是随着大机械化和自动化施工技术的提高,出现了新的岩土工程问题,由经典岩石力学问题转变为动态挠动模拟,为了解决这一新问题,本文提出位移反分析模糊分类及围岩变形智能化灰色预测研究。 面对隧道围岩“数据有限”的问题,不仅计算模型的基本参数很难准确给出,而且对非线性围岩变形过程的演化提供反馈信息或者能校正模型的测量也不多。同时,对岩体破坏机理尚不能清晰地理解的情况下,预测围岩变形趋势及规律具有很大的不确定性。本文的研究是在一个动态、不确定的环境中,对工程进行过程中要出现的问题作出实时的判断。根据岩土工程中所出现的问题具有不确定性,利用位移反算分析法进行反演计算时,采用BP神经网络及模糊综合评价对数据进行灰色处理,使反演参数具有更强的实用性和逻辑性。 本文主要研究内容和成果: 1、对围岩开挖初期表现出来的弹塑性,采用简化的力学模型,考虑各种地质和工程因素反算初期各种“等效参数”,为围岩变形寻找规律。 2、随着围岩的初期应力重分布,在位移反演中,全面考虑岩石的时间效应,建立以弹粘性为特征的计算模型,在弹粘性分析的基础上进行隧道围岩变形参数的拟合,并确定最佳支护时间段。 3、建立围岩施工动态受力参数模型,模拟隧道围岩施工过程中扰动作用下的荷载,反算引起拱顶下沉及收敛的各岩体性态参数,以指导设计施工。 4、通过模糊综合评判方法及工程实际经验,建立围岩性态参数对围岩变形影响隶属度函数和微型数据库,确定围岩支护类别,指导施工安全。