Hoek-Brown准则岩体力学参数非线性位移反分析

Hoek-Brown准则综合考虑岩体结构、岩块强度等因素,能很好地反映岩体的非线性破坏,更符合工程实际,但其参数选取的主观性及不确定性严重影响其应用效果。通过分析敏感性分析结果及Hoek-Brown准则的圆形硐室围岩位移表达式,借助FLAC~(3D)数值模拟和回归性分析建立了基于Hoek-Brown准则的非线性回归模型,结合差分进化算法提出了合理的位移反分析方法及步骤,并成功应用于青岛地铁工程。结果表明,所建立的非线性回归模型能较好地反映隧道位移与地质强度指标GSI、扰动系数D及泊松比μ的关系,所提出的位移反分析方法能较准确地反演获得GSI、D、μ值,由所得反演参数值计算的位移与现场监测位移的相对误差较小,具有良好的一致性,验证了该方法的合理性、准确性,为准确获取Hoek-Brown准则参数提供了新方法。     

复合形进化重组方法在水文地质参数识别中的应用

水文地质逆问题和地下水资源管理模型的优化求解一直是水文地质学研究的一个热点.本文将复合形进化重组方法引入求解水文地质逆问题,通过一个测试函数对该方法的优化性能进行了检验,进而将该方法应用于水文地质参数的识别.比较复合形进化重组方法与遗传算法的计算结果表明,复合形进化重组方法具有很强的全局优化能力,是求解水文地质逆问题非...     

变参数DCD算法在岩土工程位移反分析中的应用

常规DCD(dynamic canonical descent)算法具有全局优化能力且无需考虑目标函数的可微性,只要预先定义优化空间即可,但是该算法的收敛速度有限,为此提出了变参数DCD算法,并建立了其相应的算法迭代格式。在数值试验和工程应用中将该变参数DCD算法与常规的DCD算法进行比较,其结果均表明：变参数DCD算法在全局优化能力和收敛速度上找到了一个均衡点,该算法不仅具有DCD算法的全局优化能力,而且收敛时所需的目标函数评估次数少,在优化过程中该算法展示出了稳定性强且优化结果可靠度高的一面。     

利用差分进化算法反求含水层参数

为更好地估算含水层参数,引入了差分进化算法。该算法是一种智能优化算法,其特点是借助现有近似解群体间的距离及方向指导未来的搜索行为,兼具有较好的全局寻优能力和较快的局部搜索能力。用此算法求解了均质各向同性及均质各向异性条件下Theis公式中的含水层参数,所用降深数据是在设定参数后利用解析解计算得到的。计算结果表明,该算法较传统方法计算精度高,不受人为因素干扰。     

基于免疫进化算法优化的地下水水质评价普适公式

在设定地下水各指标"参照值"基础上,提出了一个适用于多项指标的地下水水质评价幂函数加权加和型综合指数公式。采用免疫进化算法优化公式中的参数,得到优化后适用于任意多项指标的地下水水质综合评价的普适指数公式。该公式不受指标种类和数目多少限制,并把单指标指数评价公式作为特例包括在内。普适指数公式应用于多个实例分析计算,并与其他多种评价方法的评价结果进行比较,结果表明它形式简单、易于计算,具有可比性、通用性、实用性的特点。     

神经网络模型在非线性位移反分析中的应用

以岩体的粘弹性位移反分析为基础，探讨了人工神经网络在非线性位移反分析中的应用。通过对粘弹性位移反分析样本集的学习，结合张家洼铁矿和三台子煤矿的位移测试数据，得到了二者的岩体力学参数，并与试验结果相接近。     

免疫进化算法在吉林市地下水水质评价中的应用

采用基于免疫进化算法的幂函数加权加和公式对吉林市5个地下水水样的8个指标进行了综合评价,将评价结果与传统的内梅罗指数法的评价结果进行比较,研究表明此方法评价结果更加符合实际情况,并且计算简单、快捷,针对各指标分别计算权重,综合考虑各指标对评价结果的影响,使地下水水质综合评价结果更加合理可靠。     

洞室岩体参数的位移正演反分析

岩体的某些参数,如弹性模量、强度参数等,对地下洞室的施工和设计具有极其重要的作用。直接进行这些参数的现场测量势必要耗费大量的物资和精力,但结果不一定令人满意。在这种背景下,位移反分析的工程应用具有很重要的理论和实用价值,它克服了直接测量岩体参数所带来的弊端,仅用工程中较易得到的位移量就可以反演出岩体的这些参数。笔者应用位移正演的方法,结合石碑岭隧道这一具体工程进行了岩体参数的反演计算。     

进化策略算法在地面沉降量计算参数反演中的应用

多数情况下,评估的研究区缺乏多年积累的地下水位及开采量资料。因此,通常采用土力学模型,根据太沙基固结理论,进行地面沉降量预测。在地面沉降量计算中,土层变形参数值的选取直接影响计算结果的精确性。深层含水层埋深通常大于100m。通过现场勘探,采取土样进行岩土物理力学性质试验获取参数值,成本过于昂贵。通过参考区域土层物理力学性质资料,结合工程经验获取参数值,预测结果的精度得不到保证。针对上述情况,作者提出用非线性优化算法-进化策略算法,根据实测地面沉降量反演土层变形参数值。通过这种方法确定参数值,既节约成本,又保证了计算结果的可靠性。进化策略算法通过模拟生物遗传及进化过程,利用转移概率来帮助指导搜索。搜索结果不依赖于初始点的选择,对于求解全局最优解有很强的鲁棒性。作者将进化策略算法用于某一工程实例土层变形参数的反演,结果表明了该算法的可行性及稳健性,值得在工程实践中推广应用。     

PSO-LSSVM模型在位移反分析中的应用

提出了一种基于均匀设计原理、最小二乘支持向量机(LSSVM)和粒子群优化算法(PSO)的快速位移反分析方法。该方法利用均匀设计和有限差分法获得学习样本,再用粒子群算法搜索最优的最小二乘支持向量机模型参数。并用最小二乘支持向量机回归模型建立反演参数与监测点位移值之间的非线性映射关系,最后用粒子群算法从全局空间上搜索与实测位移最吻合的反演参数。该反演模型利用了粒子群算法高效简单、均匀设计构造高质量小样本以及最小二乘支持向量机的小样本、泛化性能好的特点。将该模型应用于龙滩水电站左岸地下厂房区岩体地应力场的反演分析中,计算结果与实测的位移值和地应力值均吻合较好,说明了该模型在岩土工程快速反演分析中具有良好的应用价值。     

岩体变形参数渐变取值模型及工程应用

分析了当前岩体现场试验、变形参数取值和常规计算模式存在的问题。针对河谷、斜坡岩体从表部到深部 ,岩体风化、岩体波速和岩体地应力等彼此均呈现渐变性特征 ,提出了岩体变形参数渐变取值模型 ,并以黄河上游李家峡水电站初期蓄水监测资料 ,论证了岩体变形参数空间上连续性渐变取值的合理性和科学性 ,对今后其它岩体工程的力学参数取值和计算模型的概化提供了指导意义.     

边坡岩体力学参数对Hoek-Brown准则参数敏感性的综合性分析

针对广义Hoek-Brown准则参数敏感性分析单因素法的局限性,提出利用正交试验法来研究准则参数对岩体力学参数的影响,该方法可以对各因素的影响进行综合性分析,避免单因素法的片面性。以龙桥特大桥5#拱座所在边坡为工程背景进行了基于正交试验的准则参数敏感性分析。结果表明:地质强度指标GSI对岩体的变形参数Em的影响最显著; 岩石抗压强度ci和岩体扰动系数D对岩体的强度参数C、的影响最显著; 总体来说,岩体力学参数对地质强度指标GSI与岩石抗压强度ci最敏感,对岩体扰动系数D次之,最后为岩石的Hoek-Brown参数mi; 并且准则参数之间无交互作用,相对独立。     

SENSITIVITY ANALYSIS IN DISPLACEMENT BACK ANALYSIS

１．ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＡｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｑｕｅｓｔｉｏｎｉｎｇｅｏｍｅｃｈａｎｉｃｓｅｎｇｉｎｅｒｉｎｇｎｕｍｅｒｉｃａｌａｎａｌｙｓｉｓｉｓｈｏｗｔｏｓｅｌｅｃｔｔｈｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｒｏｃｋｏｒｓｏｉｌ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｄａ...     

八里扁隧道围岩变形监测与位移反分析

为了判定八里扁隧道在掘进过程中断面处围岩及其支护体系的稳定状态,揭示隧道围岩变形、破坏及稳定的机理,根据隧道断面ZK77+835处围岩变形的监测数据,建立指数函数回归模型,进行精度判定和监测数据分析,同时进行BP神经网络位移反分析与数值模拟,结果表明：采用指数函数模型对断面ZK77+835处围岩变形值进行回归分析的精确度较高;围岩变形存在3个发展时期,从位移值和位移速率两方面可以判定,在监测15d后,该断面处围岩基本处于稳定状态,可以进行二次衬砌施工;利用BP神经网络位移反分析法反演的参数比较准确,将其带入FLAC3D数值模型中,模拟结果与现场监测数据相差不大。     

淮北矿区下组煤隔水底板岩体力学参数统计分析

正确确定煤层底板岩体力学参数的概率分布是承压水上采煤底板阻隔水能力随机不确定性分析的前提。基于淮北矿区下组煤隔水底板岩体(以砂岩、粉砂岩和泥岩为代表)力学参数测试结果, 分别运用正态、对数正态和威布尔分布函数对其进行概率分布拟合, 并以k-s检验法检测其拟合优度。在此基础上, 依据3种岩性在隔水底板中的厚度权重, 推导出底板岩体力学参数的总体均值和方差。研究结果表明:隔水底板岩体强度和变形参数最优符合正态分布, 其次为对数正态和威布尔分布。底板总体泊松比和弹性模量均值分别为0.35和 36.46GPa, 方差分别为0.01和1.15, 总体抗压强度均值和方差为37.82MPa和583.41, 抗拉强度均值和方差为2.62MPa和2.23, 黏聚力均值和方差为2.13MPa和0.96, 摩擦角均值和方差为32.93和1.96。     

金川Ⅲ矿区岩体分类及其力学特性参数预测

本文针对金川Ⅲ矿区岩体质量及参数,并在11个钻孔数据资料的基础上,采用数学统计和数值模型来分别分析矿区岩体质量和力学参数的特征。对11个钻孔的资料进行详细的统计分析,进行每一个钻孔不同深度的岩体节理裂隙统计和岩体分类评价,并由此获得了建立矿块力学参数模型的数据。再建立表征整个岩体特性的三维力学模型,并揭示了矿块力学特性的分布特性和变化规律。此研究为崩落法采矿设计和数值模拟提供可靠的依据。     

岩石粒度分析程序设计

本文以计算机程序处理岩石粒度分析数据为基础,介绍了程序设计过程,原理等,通过本程序的运用解决了过去人工按计算器进行数据计算易出差错,计算结果误差大,耗进长,效率低等问题。     

岩体透水性的分析

本文以坝区渗漏研究为例,按其不均一性和各向异性进行了分类。用渗透系数"矢端图"描述每一类型。用实例说明了"矢端图"的分析、综合、量测和应用的方法,并且阐述了它的实用意义。     

岩体中不连续块体的力学分析方法

为了利用损伤力学理论分析岩体结构中的不连续块体,作者首先介绍了不连续块体的裂隙面积密度和等效损伤体等概念,进而分析了等效损伤体的损伤张量和真应力。在提出平均有效应力的概念之后,完成了有限单元法的离散化过程,最后给出了一个完整的计算不连续块体的数值方法。     

岩体完整性系数确定及应用中的几个问题探讨

岩体完整性系数是一个与岩体质量和强度有关的地质参数,用于岩体完整程度划分、工程岩体质量分级等方面。然而不同的规范在岩体完整性系数的确定和应用等方面存在分歧。本文分析了岩体波速测试方法、岩体风化状态对岩体完整性系数的影响以及岩体体积节理数与岩体完整性系数的关系,并对岩体完整性系数应用中存在的问题进行了探讨。确定岩体完整性系数时,若岩块与岩体弹性波速的测试方法不同,应进行修正。所测试的岩块与岩体应处于相同的风化状态。采用岩体体积节理数确定岩体完整性系数时应考虑岩体中结构面的张开宽度和充填情况。应注意区分规范中围岩工程地质分类与岩爆判别中的围岩强度应力比的不同地质含义。