采用BP神经网络反演隧道围岩力学参数
小净距隧道开挖围岩压力的混沌神经网络模型预测
Pressure Prediction of Surrounding Rock in Tunnel Based on Chaotic Neural Network 作者： 龚雄文
作者机构： 中铁十二局集团第四工程有限公司,山西介休032000
出版物刊名： 交通科技与经济
页码： 67-70页
年卷期： 2011年 第2期
主题词： 隧道 混沌优化 BP神经模型 围岩
摘要：隧道围岩压力是分析围岩稳定性的关键因素。
由于围岩变形受众多因素影响,且各因素之间存在强烈的非线形关系,因此,难以进行有效的预测。
提出基于混沌神经网络模型的方法,分析混沌与神经网络相结合预测手段的可行性,对围岩随时间变化的压力进行仿真计算。
对该理论的建立及预测方法进行系统分析,为该领域的研究提供有效的技术方法。
结果表明,此方法预测精度高,能够满足工程及控制要求。
偏压双连拱公路隧道围岩稳定性动态预测分析
偏压双连拱公路隧道围岩稳定性动态预测分析Ξ陈秋南1,2, 张永兴1, 陈建功1, 雷序周3(1.重庆大学 土木工程学院,重庆 400044;2.湖南科技大学 土木工程系,湖南湘潭 411201;3.湖南金衢监理公司,湖南长沙 410073)摘要:由于高速公路偏压双连拱隧道的复杂地质条件,会给隧道安全施工带来严重威胁,提出在加强隧道开挖现场监控量测的基础上,以位移量测结果作为学习样本,应用BP 神经网络预测隧道围岩位移的大小,分析围岩的稳定性。
由于BP 神经网络能综合考虑隧道围岩节理、裂隙等对围岩位移的影响,所以与有限元反分析法计算隧道围岩位移结果比较,显示BP 神经网络预测结果的误差较小,预测值与实际测量值趋于一致,因此应用BP 网络预测偏压双连拱隧道围岩位移,超前分析其稳定性是安全可靠的,该预测方法的预测结果可以指导现场的施工。
关键词:隧道工程;BP 神经网络;动态预测;偏压双连拱隧道;稳定性中图分类号:T U451 文献标识码:A 文章编号:1006-7329(2005)01-0062-05Prediction Analysis of Surrounding R ocksStability for N on -symmetric Double -Arch H ighw ay TunnelCHE N Qiu -nan 1,2,ZHANG Y ong -xing 1,CHE N Jian -g ong 1,LEI Xu -zhou 3(1.C ollege of Civil Engineering ,Chongqing University ,Chongqing 400045,P.R.China ;2.Department of Civil Engineering ,Hunan U 2niversity of Science and T echnology ,X iangtan 411201,Hunan P.R.China ;3.)Abstract :During the construction of non -symmetric double -arch rock highway tunnel ,the com plicated geological condition may affect the safety of the constructor and the engineering quality.In this paper ,tw o treatment methods are put forward.At first ,the site m onitoring of surrounding rock displacement must be carried out ,then ,BP neural netw ork is applied in predicting the displacement of surrounding rock based on the learning sam ple of measured val 2ue ,s o the stability of surrounding rocks may be analyzed and forecasted.During the analysis of BP neural netw ork ,the effects of joint and fracture of surrounding rock on displacement can be com prehensively considered ,com paring the predicted values of displacement with those by FE M.The results show that not only the predicted error of BP neural netw ork is relative small ,but the predicted values of surrounding rock displacement are close to measured ones.S o ,the predicted values of BP neural netw ork are reliable and may guide the engineering construction in site.K eyw ords :tunnel engineering ;BP neural netw ork ;dynamic prediction ;non -symmetric double -arch tunnel ;stability处于复杂地质条件下的偏压双连拱隧道,由于该连拱隧道左右洞不对称,尺寸大小不一,施工过程中结构有产生偏压和不对称受力的可能,而隧道跨度和开挖的断面大,围岩易松动可能造成塌方或冒顶现象,这给施工带来了不少困难,因此不仅必须寻求合理的施工技术方案,确保施工安全,而且按照NAT M 法施工原则,应当开展现场量测工作,一边施工一边修改设计,分析隧道围岩变形的现场量测结果,从而对隧道围岩变形进行动态的预测预报,达到指导施工的目的[1]。
隧洞围岩力学参数反演
２ ０ １０ 年 ６ 月
公 路 工 程
Ｈ ｉ ｈ ｙ Ｅｎ ｉ ｅ ｒｎ ｇ ｗａ ｇ ｎ ｅ ｉ ｇ
Ｖｏ ． ５，Ｎｏ ３ １３ ．
Ｊ ｎ． ，２０ １０ ｕ
隧洞 围岩 力学 参数 反 演
夏 怡
（ 州省 交 通 规 划 勘 察 设 计 研 究 院 ，贵州 贵 阳 贵 ５００ ） ５０ １
［ 摘 要 ］利 用 粒 子 群 优 化 算 法 的 全局 寻优 能力 帮助 确 定 神 经 网 络 的 隐 层 神 经 元 的 数 量 ， 于 某 隧 洞 的 实 测 基 位 移 数 据 ， 该 隧 洞 的 硬 土 弹 塑性 力 学 参 数 进 行 了反 演 。 对 ［ 键 词 】硬 土 ； 经 网络 ； 子群 ；反 演 关 神 粒
典型 的 Ｂ 网络 （ ａｋＰｏ ａａ ｏ ｅ ｏｋ 结 构 如 Ｐ Ｂ ｃ ．ｒｐｇｔ ｎ ｎ ｔ ｒ ） ｉ ｗ
图 １ ：
隐含 层 中第 ｉ 个神 经元 的输 出为 ：
ｙ
（ ｌ ｗ 删 ， ｉ ｊ ）
ｉ＝ １２， ， ｌ ， … ｒ ｔ （） １
输 出层第 ｋ个神 经元 的输 出为 ：
断面监 测数据 ， 采用 改 进 型 神经 网络 对其 硬 土 质 围 岩力学 参数进 行 了反 演并 验证 了反演结 果合 理性 。
１ 反 演 方 法 介 绍
ｎ
ｙ ｍ
人工 神经 网络 （ Ｎ 是 基 于模 仿 大 脑 神 经 网 Ａ Ｎ） 络结 构 和功能 而建立 的一种信 息处 理 系统 。 。它 由许 多神 经元组 成 ， 神经 元 相 互 连接 形 成 的 复杂 网 络 即神经 网络 。神 经 网络 是 一 个 非 线 性 动 力 学 系 统 ， 特色 在于信 息 的分布式存 储 和并行 协 同处 理 。 其 它有 如下 的固 有特 点 ：高 度 的并 行 性 ； 高度 的非 线
云岭隧道围岩物理力学参数正演反分析
武汉
４０７ ； ３０ ４ ４０１） １０ ２
３ 湖 北 省 十 漫 高 速 公 路 建 设 指 挥 部 ， 北 十 堰 ． 湖
４２１ ； ． ４ ０ １ ４ 中铁 十二 局 集 团第 一 工 程 公 司 ，山西 临 汾
摘 要 ： Ｆ ＡＣ 差 分 程 序 作 为 模 拟 隧 道 开 挖 的 正 演 工 具 ， 合 Ｂ 以 Ｌ 结 Ｐ神 经 网 络 程 序 ， 云 岭 隧 道 软 弱 岩 层 施 工 对
维普资讯
第 ２ ４卷第 ２ 期
２０ 年 ６ ０７ 月
华
中
科
技
大
学
学
报 （ 市科学版 ） 城
Ｖ０ ． ４ Ｎｏ ２ Ｉ２ ．
Ｊ ｆＨＵＳ ．０ Ｔ． （ ｂ ｎ Ｓ ｉｎ ｅＥｄｔ ｎ Ｕｒ ａ ｃｅ ｃ ｉｉ ） ｏ
Ｊｎ ２ ０ ｕ．０ ７
１ Ｂ Ｐ神 经 网络 原 理 和 步 骤
求 逆原 理 建 立 的反 演分 析计 算 法 ， 适 用 于 线性 仅
问题 的反 演计 算 。正 反分 析法是 借 助 由正演 分析
计 算 过程 所得 到 的结 果 建 立 的反 演 分 析 的 计 算
法 ， 推广 应用 于非线 性 问题 的反 演分 析计 算 ［ 。 可 １ ］ 正 反 分析 中 ， 演 工具 一般 采 用 有 限单 元 法 及 边 正
输 入层 ｌ
隐 含层
．
输 出 层 ａ ＝ ｏ ｓ （ 口 ＋ ｌｇ ｉ Ｉ６ ） ２ ｇ ２
口 ｏ ｓ （ Ｐ＋ 。 Ｉｌｇ ｉ ＷＩ ｂ ） ｇ Ｉ
图 １
三 层 ＢＰ 神 经 网 络 结 构
三 层 前馈 型 Ｂ 网络 学 习的基 本 思 想 是 ： Ｐ 把
地铁隧道近距离穿越桥桩关键施工技术
定 间距 在 风道 与桥 桩之 间采 用钢 管 隔 离桩措 施 ， 在水 平方 向上起 到 了变形 阻断作 用 ， 效地保证 了 有 隧道 近距 离穿越 桥桩 施 工的安 全 ． 关键词 ： 地铁 ； 管桩 ； 近施 工 ； 钢 邻 桥桩 中 图分 类 号 ： ５ Ｔ ７ ． Ｕ２ ； Ｕ４ ３ １ 文献 标志码 ： Ａ
满 足 ２＃风 道 渐 变 段 的施 工 安 全要 求 ， 拟采 用 注 浆
措 施得 当 ， 隧道顺 利通过 桥下 桩基 地段 ， 使 围岩 变形 始终 控制 在允许 范 围 内 ， 工安 全 和施 工质 量 得 到 施
了有效保 障 ．
钢管 隔离 桩及 加大管 棚等 措施 ， 穿越 轻轨 桥段 ．
压力 为 ０ ５ ． ａ 注 浆 工 序 由 Ｂ 一０ １ ０型 ． ～１ ０ＳＰ ． Ｗ ５ ／５ 注浆 泵完 成 ， 当注浆 压 力 较小 、 注浆 量 较 大 时 ， 整 调 浆 液水灰 比 ， 高砂 浆 黏 度 ； 提 当压 力提 升 较 快 、 浆 注 量 较小 时 ， 大水灰 比， 保注浆 质量 ． 加 确
超大断面地铁车站施工沉降效果分析
超大断面地铁车站施工沉降效果分析发布时间：2022-11-07T01:37:55.202Z 来源：《科学与技术》2022年7月第13期作者：徐磊[导读] 本文基于青岛地铁4号线错埠岭车站隧道监控量测，利用有限元分析软件MIDAS对BP神经网络初始权值进行修正后，结合现场施工工艺的影响对隧道施工阶段地表沉降数据进行位移反演分析，最后采用后检差检验法对模型拟合结果进行检验。
徐磊中铁二十局集团第四工程有限公司，山东，青岛，266000摘要：本文基于青岛地铁4号线错埠岭车站隧道监控量测，利用有限元分析软件MIDAS对BP神经网络初始权值进行修正后，结合现场施工工艺的影响对隧道施工阶段地表沉降数据进行位移反演分析，最后采用后检差检验法对模型拟合结果进行检验。
工程应用结果表明，该方法适用于求解这类大规模、复杂非线性隧道工程问题，其稳定性、适用性良好，精度较传统模拟方法有较大提高，对特殊地质复杂结构大断面隧道的施工起到一定的指导作用。
关键词：地表沉降，数值模拟，1、前言伴随着城市大规模的地下空间开发如火如荼，施工阶段的坍塌灾害是地下工程中最难解决的问题，其中，地表沉降严重影响着地下施工安全及城市轨道交通的健康发展，施工阶段的开挖扰动和土体卸荷，是影响地表沉降的主要因素[1-2]。
Horn[3]提出了均匀软土层隧道开挖面稳定性的楔形体计算理论模型，通过求取上方土压力和破裂角来确定楔形体计算模型。
Jancsecz [4]考虑上部松动土压力、破坏面方向、土拱效应、实际破坏形态滑动破坏面等多因素影响。
刘宝琛[5]通过大量工程案例，提出了二维与三维地表沉降的随机介质方法。
随着计算机技术及人工智能的发展，地表沉降分析得到了快速发展。
易小明[6]等结合FLAC3D与BP神经网络模拟技术，对某分岔隧道围岩参数进行位移反演分析，得出了稳定性、适用性良好，精度满足工程要求的分析方法。
李红霞[7]针对区域性地表沉降问题，建立基于BP神经网络的地面沉降模型，分析了地下水对地表沉降的影响。
基于PSO-GA-BP_神经网络的土体参数反演
Value Engineering0引言近年来，人口激增导致城市空间使用紧张、交通压力激增，为了缓解这一矛盾，城市空间正在向深度方向发展[1]。
地下城市空间工程受场地地质、水文、周边建筑物、地下管线限制，需要准确、有效地预测其深基坑的变形[2]。
目前数值模拟预测方法被广泛运用，获取准确的土体参数是确保预测精度的关键，而土体参数反演方法是获取参数的重要手段。
国内外学者对反演方法已经有了一定程度的研究。
Gioda 等[3]通过利用单纯形法、拟梯度法以及Powell 法等优化方法，对岩土体的力学参数进行反演。
Zhang 等[4]采用最小二乘法反演计算土体参数，利用反演后的土体参数预测挡土结构深层水平位移。
程秋实等[5]采用粒子群算法结合支持向量回归机对基坑土体参数反分析，结果表明反演效果良好。
在土体参数反演领域，尽管BP 神经网络被广泛应用，但其存在网络结构构建难度大和收敛速度慢等缺点。
为了解决这些问题，本文引入了PSO 算法和GA 算法，提出了PSO-GA-BP 神经网络土体参数反演模型，优化了BP 神经网络的结构和参数，从而提高模型的性能和准确性。
1PSO-GA-BP 神经网络尽管BP 神经网络在土体参数反演方面有着广泛的应用，但其存在网络结构构建难度大、收敛速度慢等缺点。
同时，GA 算法在参数设计中的并行机制发挥不足、PSO 算法在处理高维数复杂问题时可能出现早期收敛[6]，为了进一步提高土体参数反演的效率和准确性，这些都是需要考虑和改进的问题。
基于此，本文提出PSO-GA-BP 神经网络土体参数反演模型，其同时具有粒子群算法及遗传算法的优点，而且优化了BP 神经网络中存在的问题。
PSO-GA-BP 神经网络算法具体步骤如下，其流程图见图1。
①确定神经网络输入层、输出层及隐含层的节点数量。
②对适应度函数进行求解，据此来判断个体和群体的极限值。
③随机选择每个粒子2/3的位置，然后对粒子速度进行变异操作。
基于监控量测和数值模拟的隧道围岩参数反演分析的开题报告
基于监控量测和数值模拟的隧道围岩参数反演分析
的开题报告
随着城市化进程的加速，隧道建设在城市交通中扮演着愈发重要的
角色，而隧道围岩参数的准确评估则显得尤为重要。
在隧道工程中，隧
道的围岩是隧道支护设计的重要基础，它的物理力学性质对隧道安全及
设计合理性都有着至关重要的影响。
目前，围岩参数的反演技术已经越来越成熟，主要分为两类：一是
直接测量法，包括在钻探或爆破施工过程中测量，但其局限性较大；另
一种是间接测量法，包括声波测试、压缩试验、平面内应变试验等方法，这些方法应用广泛，但仍存在一定的误差。
因此，通过监控量测和数值
模拟的方法对围岩参数进行反演分析已成为研究热点之一。
本文将采用先进的监控技术和数值模拟方法，对隧道围岩参数进行
反演分析，主要包括以下几个方面：
1. 监控技术：通过在隧道施工过程中采集的变形、应力数据，结合
搭建的监控平台和分析软件，进行监控和分析，得到实时的变形情况和
应力分布规律。
2. 数值模拟：采用有限元分析软件对隧道建设过程中的围岩应力、
应变变化情况进行数值模拟，得出应力、应变分布规律。
3. 围岩参数反演：根据监测数据和数值模拟结果，采用反演算法，
对围岩参数进行反演分析，得到围岩弹性模量、泊松比等参数。
4. 结果分析：对反演得到的围岩参数进行分析，研究隧道建设过程
中围岩响应的规律，为隧道建设提供技术支撑和理论依据。
总之，本文旨在通过结合监控技术和数值模拟方法，对隧道围岩参
数进行反演分析，为今后的城市隧道建设提供技术支持和理论基础。
隧道围岩的力学参数计算与分析
隧道围岩的力学参数计算与分析隧道是人类在地下开挖的通道，为了确保隧道的稳定和安全运行，围岩的力学参数计算和分析是至关重要的。
本文将从理论与实际应用的角度，探讨隧道围岩的力学参数计算与分析的方法与意义。
一、力学参数的概念和分类力学参数是指描述围岩在受力作用下的性质和响应的参数，通常包括弹性模量、切线模量、泊松比、抗压强度、抗拉强度、剪切强度等。
力学参数的大小和变化规律直接影响着围岩的稳定性和变形性能。
根据围岩的力学性质，力学参数可以分为弹性力学参数和强度力学参数。
弹性力学参数是指围岩在小变形范围内的响应特性，常用的有弹性模量和泊松比；强度力学参数是指围岩在承受较大变形过程中的抗力特性，常用的有抗压强度、抗拉强度和剪切强度等。
二、力学参数的计算方法力学参数的计算通常需要依据实验数据或者采用经验公式。
在实验数据上，可以通过室内试验、现场试验和岩石力学参数测定等方法来获取围岩的力学参数。
这些方法基于不同的试验条件和测量技术，可获得准确和可靠的力学参数数据，但也存在时间和资源成本较高的问题。
另一种计算方法是采用经验公式，根据经验公式中的数学函数和统计关系，通过岩石的物理性质和力学性质等参数来估算围岩的力学参数。
这种计算方法的优点是简便、快捷，适用于大量相似围岩的情况下，并能提供初步的工程设计参考。
三、力学参数的分析意义力学参数的计算和分析对于隧道工程具有重要的意义。
首先，力学参数的计算能够评估围岩的承载能力和变形特性，为隧道结构设计提供重要的参考依据。
通过力学参数的计算和分析，工程师可以判断围岩的破坏特征、变形模式以及可能出现的工程难点，有效地规避潜在的安全风险。
其次，力学参数的计算还可以指导围岩支护和加固方案的选择。
根据围岩的力学参数，可以选择适当的支护措施和施工工艺，提高施工效率和工程质量，并降低工程成本。
最后，力学参数的计算和分析还能够为隧道巡检和维护提供重要的技术依据。
通过监测围岩的力学参数变化，可以及时评估围岩的变形和破坏情况，采取相应的维护措施，保障隧道的安全运行。
双向八车道连拱隧道围岩力学参数反演分析
基金 项 目 ： 国家 自然 科 学 基 金 项 目（ ０７ １８ ４ ９２ ７ ） 作者 简 介 ： 志 盛 （９ ２一） 男 （ 族 ）， 崔 １６ ， 汉 山西 盂 县 人 ， 山西 平 阳高 速 公 路 建 设 管 理 处 总 工 程 师 、 级 工 程 师 ， 木 工 程 专业 ， 事 高 速 公 路 建 高 土 从 设 的工 程 技 术 和 管 理 工 作 ， 西 省 阳 泉 市 ，ｈｋ １３ ＣＢ。 山 ｆ ｚ＠ ６ ．Ｏ ｚ
Ｂａ ｋ ｎ ｌ ｓｓ Ｏｌ Ｍ ｅ ｈａ ｃ ｒ ｍ ｅ ｅ ｓ ｆ Ｓｕｒ ｏｕｎｄｉ ｃ Ａ ａ ｙ ｉ ｉ ｃ ｎｉａｌＰａ ａ ｔ ｒ ｏ ｒ ｎｇ Ｒｏｃ ｉ ａ Ｂｉａｒ ｈ ｋ ｎ － ｃ Ｔｕｎｎ ｌ ｅ ｗｉｈ ｇ ｎｅ ／ＣＵｌ Ｚｈ — ｔ Ｅｉ ｈｔ Ｌａ ｓ ｉ
差甚 至是产 生错 误 的结果 。 通 过 现场实 测 资料反 分析 岩土 材料 参数 往往 比
物 理力 学参 数 。 由于 在位 移反分 析 中输入 的 围岩位
移值 是 围岩 支护体 系在 开挖 影 响的空 间域 和时 间域 中力学 变化 最直 接 、 明 显 、 合性 的宏 观 体 现 Ｊ 最 综 ， 因此位 移反 分析 所得 的参数 从 整体上 反应 了岩体 复
化处理 而添加 的两层 。
差 函数 的优化 ， 求得 反 演 参 数 的最 佳值 。贾 超 等 应用 位移 正反 分析 了某 隧 道 围岩 力 学参 数 ； 合 华 朱
等 应 用位移 正反 分析 法 ， 上一 个 施 工步 监 测 的 用
实
际
输
入
位移 反演所 需计算 参 数 ， 以此作 为 输入 参 数 用 于 并
全断面 的变形量测只能在 临时支护拆 除后进行 。由于全断面变形数据获取得较晚 ， 故较难将 其用于 围岩力 学参数
基于粒子群优化BP神经网络的隧道围岩位移反演分析
２ Ｇ ｏ ｃ ｎ ａ Ｅ ｇｎｅ ｎ ｓ ｔ ｅ Ｈ ｈ ｉ ｎ ｅ ｉ ，Ｎ ｎ ｎ ，Ｊ ｎ ｓ １０ ８ ｈ ｉ ； ． ｅｔ ｈ ｉ ｌ ｎ ｉ ｒ Ｉ ｔ ｔ ， ｏ ａ Ｕ ｉ ｒ ｔ ｅ ｃ ｅ ｉ ｎｉ ｇ ｕ ｖ ｓ ｙ ａｊ ｉ ｇ ｉ ｕ ２ ０ ９ ，Ｃ ｎ ａ ｇ ａ
Ｚ ＵＺ ｅ－ ｌ ， Ａ ＧＸ－ ｎ Ｈ Ｏ Ｚｅ－ ｎ， Ｎ ｈ ｈｎ Ｈ ｈｎ ｅ Ｙ Ｎ ｉ ｉ ｄ一 ｑ ｇ， Ａ ｈｎｑ ２ ＷＡ ＧＳｉ ｏｇ ｕ — ３
（ ． ｏｅｅｏ ｒ ｉｃ ｒ ａｄＣｖ ｎｉ ｅｎ ，Ｗ ｎ ｏ ｎ ｅ ｉ ，Ｗ ｎ ｏ ，Ｚ ｅａ ２０５ ｈ ａ １ Ｃ Ｚｇ ｃ ｔｔ ｅ ｎ ｉｌ ｇ ｅ ｉ ｔ ｆＡ ｈｅ ｕ ｉＥ ｎ ｒ ｇ ｅ ｈｕＵ ｉｒｔ ｚ ｖ ｓｙ ｅｚ ｕ ｈ ｉｎ ３５３ ，Ｃ ｉ ； ｈ ｊｇ ｎ
基 于粒 子 群 优 化 Ｂ Ｐ神 经 网 络 的 隧 道 围岩 位 移 反 演 分 析
朱珍德 一 ， ，杨喜庆 ，郝振群 ，王士宏
隧道围岩分级及其主要力学参数
隧道围岩分级及其主要力学参数隧道围岩的分级是为了根据围岩的稳定性和工程施工的难易程度来评估和选择合适的隧道支护措施。
通常情况下，根据围岩的稳定性划分为稳定、中等稳定和不稳定三个等级。
然而，在实际工程中，为了更准确地描述围岩的特征和力学性质，还需要考虑其他一些参数。
主要的力学参数包括围岩的强度和变形性质。
围岩的强度是指围岩所能承受的应力大小。
常见的围岩强度参数包括抗压强度、剪切强度、抗拉强度和抗冻强度等。
抗压强度是指围岩在受到垂直于应力方向的压力时能够承受的最大应力。
剪切强度是指围岩在受到剪切应力时能够承受的最大应力。
抗拉强度是指围岩在受到拉伸应力时能够承受的最大应力。
抗冻强度是指围岩在低温环境下能够承受的冻融循环引起的冻胀应力。
围岩的变形性质是指围岩在受到外应力作用时发生的变形特征。
主要的围岩变形参数包括岩石的弹性模量、泊松比、渗透性和可塑性等。
弹性模量是指围岩在受到应力作用时产生的弹性变形与应力之间的关系。
泊松比是指围岩在承受剪切应力时体积变化与横向应变之间的比值。
渗透性是指围岩中流体（如水）的渗流能力。
可塑性是指围岩在受到应力作用时会发生塑性变形。
除了强度和变形性质，还有一些其他重要的力学参数需要考虑，例如围岩的断裂韧性、应力-应变关系、岩石物理性质等。
断裂韧性是指围岩发生断裂时所能吸收的能量。
应力-应变关系描述了岩石在受到应力作用时的变形特征。
岩石的物理性质包括密度、孔隙度、吸湿性等，对围岩的稳定性和工程施工也有重要影响。
综上所述，隧道围岩的分级需要考虑围岩的稳定性和施工难易程度，并且主要的力学参数包括围岩的强度和变形性质。
这些参数的评估和掌握有助于选择合适的隧道支护措施，并且确保隧道的稳定和安全施工。
隧道围岩位移智能化反演研究
线 性排列 成组 ， 称为 层 。对 单个 的处理 单元来 说 ， 调整 权重很 简
问题研 究具 有重要意义。
关键词 ： 隧道工程 ， 围岩位移 ， 智能反演
中图 分 类 号 ： ４ ２ １ Ｕ ５ ．２ 文献标识码 ： Ａ
隧道位 移反分析是 利用 隧道 开挖 与支 护过程 中的监 测数 据 叉 、 变异 ）不 断进化 ， 终收敛到最优个体 上。 ， 最 （ 按现行隧道工程施工 、 设计规 范主要 是水平 收敛与 拱顶下 沉 ） 反 基本 思路 ： 首先建 立 隧道 围岩位 移 的数值 模拟模 型 ， 然后 用 求 围岩初始地应力 和岩体 的力 学特 性参 数 的方法 。 由于 隧道 位 Ｅ， ， ，ｙ ， 的不 同组合来 模拟计 算这 些量测 点处 的隧道 ａ， 移反分 析中输入 的围岩 位移值 是 围岩一支 护系统 在 开挖 影响 的 围岩位移 ， 并用计算 出的模拟位移去逼近相应 点的实 际量测位移。 领 域中 内力变化最 直接 、 明显 的综合 性宏观 体现 。因此 ， 最 位移 当这种逼近达到所要 求的精度 时， 所对应 的即为所求的最优解 。 反分析所得 到的参数能全面地反映 岩体的结 构力学 特性 、 施工 方 算方法来进行 ， 即智能型 的位移 反演系统 。 由此 可 以看 出 ， 实际上反演 隧道围岩力学 参数和初始地应 力 法 以及 隧道 工程 结构 。 目前 主要采 用有 限元 或边 界元 等数 值计 的过程是 一个优化 问题 ， 问题 的 目标 函数为 ： 该
基于现场监测信息反馈的隧道围岩参数反演分析
基于现场监测信息反馈的隧道围岩参数反演分析基于现场监测信息反馈的隧道围岩参数反演分析隧道工程作为一项复杂的地下工程，其围岩参数的准确反演对于工程质量和安全具有重要意义。
隧道围岩参数反演是通过结合工程实际施工和现场监测信息，利用数值模拟和反演方法，对隧道围岩的物理特性进行分析和推断的过程。
本文将介绍基于现场监测信息反馈的隧道围岩参数反演分析方法，并通过一个实际的工程案例进行验证。
一、隧道围岩参数反演的意义围岩参数是指描述隧道围岩力学性质的参数，包括岩石的强度、变形性质、稳定性等。
准确地获取围岩参数，可以为隧道的设计、开挖和支护提供科学依据，保障隧道的安全性和稳定性。
然而，由于围岩多变的地质条件和复杂的工况环境，传统的野外勘探方法所获取的围岩参数存在一定的不确定性。
因此，基于现场监测信息反馈的隧道围岩参数反演分析成为了提高围岩参数准确性的重要手段。
二、现场监测信息的反馈现场监测信息是获取围岩参数的主要途径之一。
在隧道施工过程中，可以通过布设岩体应力计、变形监测点、支护压力计等实时监测设备，获取围岩的应力变化、变形情况以及支护结构的响应等信息。
这些信息对于分析隧道围岩的力学特性、确定岩石的变形特征和应力状态等具有重要的参考价值。
三、隧道围岩参数反演分析方法1. 数值模拟数值模拟是利用计算机对隧道开挖和围岩行为进行模拟的方法，通过建立适当的模型和输入合适的边界条件，可以模拟隧道开挖过程中围岩变形和破坏的发展规律，进而推断围岩的力学参数。
数值模拟方法的优势在于可以全面地考虑各种复杂因素的影响，但需要依赖大量的实测数据进行验证。
2. 反演方法反演方法是通过将现场监测信息与数值模拟结果进行比对，利用反演算法对围岩的参数进行推断的方法。
目前常用的反演算法有逆向分析法和优化算法。
逆向分析法是通过反向模拟得到的模型结果与监测数据进行比对，调整输入参数的取值来逼近实际情况；优化算法则是通过寻找最优解的方式，利用数学优化理论来反演围岩参数。
岩土力学参数反演及其在隧道工程中的应用
岩土力学参数反演及其在隧道工程中的应用隧道是一种重要的交通基础设施，减少了城市道路交通压力，方便人们的日常出行。
而隧道工程的施工则需要深入研究地质力学，因为隧道施工过程中会受到地质条件的影响，不同地质条件的隧道施工难度也有所不同。
而岩土力学参数反演技术恰好可以帮助工程师更好地了解地质条件，从而在隧道工程中得到更精确的应用。
岩土力学参数反演指的是通过采集地下岩土资料，利用一定的数学方法，计算获得岩土力学参数的过程。
这一技术在隧道工程中的应用十分广泛，包括支护设计，隧道稳定性分析，隧道掘进速度控制等方面。
岩土力学参数反演的方法有很多，常见的包括地下勘探，数学计算，实验方法等。
其中最常用的方法是地下勘探法。
地下勘探法可以通过钻孔、桥梁挖掘、非破坏性检测等手段，获取针对具体地质条件的岩土数据。
这些数据包括土壤某一点处承载力、地下水位、地下岩石裂隙情况等，是隧道工程中设计和构建的重要依据。
岩土力学参数反演技术的应用十分广泛，隧道工程中也有很多具体应用。
例如，在设计隧道支护时，岩土力学参数反演技术可以用于计算岩土承载能力和稳定性等参数，以确定最佳支护方式和支护材料。
另外，在隧道施工中，岩土力学参数反演技术可以用于控制隧道掘进速度，确保施工过程中不会出现地层滑坡、岩层塌方等不安全情况。
除此之外，岩土力学参数反演技术还可用于预测隧道工程中可能出现的地质灾害，从而减少施工过程中对自然环境的破坏。
在隧道施工过程中，不可避免地会影响周围环境，但岩土力学参数反演技术可以帮助工程师更好地了解地质条件，从而在施工过程中减少环境影响。
综上所述，岩土力学参数反演技术在隧道工程中的应用十分广泛，具有很大的实用价值。
虽然这项技术仍存在很多挑战，但它已成为了隧道施工中设计和构建的重要工具，为隧道工程提高了效率和安全性。
在未来，我们相信这项技术将会得到更多的发展和应用，为人类的城市建设提供更加高效、可靠的技术支持。
BP神经网络在卸荷岩体强度参数反演中的应用
Ｊ Ｉ ＡＮ Ｇ Ｚ ｈ ａ ｏ — ｒ ｏ ｎ ｇ ，Ｗ ＡＮＧ Ｌ ｅ ・ ｈ ｕ ａ
（ Ｋ ｅ ｙ Ｌ ａ ｂ ｏ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ｙ ｏ ｆ Ｇ ｅ ｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｃ ａ ｌ Ｈ ａ ｚ ａ ｒ ｄ ｓ ｏ ｎ Ｔ ｈ ｒ ｅ ｅ Ｇ ｏ ｒ ｇ ｅ ｓ Ｒ ｅ ｓ ｅ ｒ ｖ ｏ ｉ ｒ Ａ ｒ ｅ ａ ，Ｍｉ ｎ ｉ ｓ ｔ ｒ ｙ ｏ ｆ Ｅ ｄ ｕ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ Ｔ ｈ ｒ ｅ ｅ Ｇ ｏ ｒ ｇ ｅ ｓ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ， Ｙ ｉ ｃ ｈ ａ ｎ ｇ ４ ４ ３ ０ ０ ２，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
文献标 志码 ： Ａ ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ０ — １ ３ ７ ９ ． ２ ０ １ ４ ． ０ Ｉ ． ０ ３ ６
中图分类号 ：Ｔ Ｕ ４ ５ ７
ＢＰ Ｎｅ ｕｒ ａ ｌ Ｎｅ ｔ ｗｏ ｒ ｋ Ａｐｐ ｌ ｉ ｅ ｄ ｔ ｏ Ｓｔ ｒ ｅ ｎｇ ｔ ｈ Ｐａ ｒ ａ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ｓ Ｉ ｎｖ ｅ ｒ ｓ ｅ Ａｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｉ ｎ Ｕｎｌ ｏ ａ ｄ ｉ ｎｇ
人
民
黄
河
Ｖ０ １ ． ３ ６． Ｎｏ ．１
ＹＥ ＬＬ ０Ｗ Ｒ Ｉ Ｖ ＥＲ
Ｊ ａ ｎ ．， ２ ０１ ４
【 水 利 水 电工 程 】
Ｂ Ｐ神经 网络在卸荷岩体强 度参数反演中 的应用
姜 照容 ， 王 乐华
（ 三峡大学 三峡库 区地质 灾害教 育部 重点实验 室， 湖北 宜 昌 ４ ４ ３ ０ ０ ２ ）
摘
要： 金川 水电站 泄洪洞进 口 自然边坡 高陡， 岩层发生 明显倾倒 变形 ， 岩体质量差 ， 对边坡的稳定不利 ， 采用 Ｂ Ｐ神 经网
云岭隧道围岩物理力学参数正演反分析
云岭隧道围岩物理力学参数正演反分析王小杰;张世飙;陈勇;王万通;王元汉【摘要】以FLAC差分程序作为模拟隧道开挖的正演工具,结合BP神经网络程序,对云岭隧道软弱岩层施工过程中量测的围岩位移进行反分析,确定围岩物理力学参数.将反分析结果代入FLAC程序进行正分析计算,计算位移与实测位移符合很好,证明了基于FLAC的隧道BP神经网络位移反分析的可行性.结果表明,反分析所得围岩物理力学参数改进了原勘测资料中的建议值,对隧道围岩稳定性评价及信息化设计具用实际意义.【期刊名称】《土木工程与管理学报》【年(卷),期】2007(024)002【总页数】3页(P78-80)【关键词】隧道;反分析;FLAC;BP神经网络【作者】王小杰;张世飙;陈勇;王万通;王元汉【作者单位】华中科技大学,土木工程与力学学院,湖北,武汉,430074;华中科技大学,控制结构湖北省重点实验室,湖北,武汉,430074;湖北省十漫高速公路建设指挥部,湖北,十堰,442011;中铁十二局集团第一工程公司,山西,临汾,410012;中铁十二局集团第一工程公司,山西,临汾,410012;华中科技大学,土木工程与力学学院,湖北,武汉,430074;华中科技大学,控制结构湖北省重点实验室,湖北,武汉,430074【正文语种】中文【中图分类】U456隧道位移反分析是利用隧道开挖与支护过程中测得的围岩位移（按现行隧道工程施工规范,主要是指水平收敛与拱顶下沉）反求围岩初始地应力参数和岩体的力学特性参数的方法。
按计算原理的特点,可将隧道工程问题的反分析法分为逆反分析法和正反分析法。
逆反分析法是根据矩阵求逆原理建立的反演分析计算法,仅适用于线性问题的反演计算。
正反分析法是借助由正演分析计算过程所得到的结果建立的反演分析的计算法,可推广应用于非线性问题的反演分析计算［1］。
正反分析中,正演工具一般采用有限单元法及边界单元法等,这些数值分析方法或多或少在理论上或算法上存在着各自的局限性。
基于BP网络的深部软岩巷道围岩力学参数反演研究
（ １ ． 湖北工程学 院 城市建设学 院， 湖ｊ Ｅ武汉 ４ １ ０ ０ ７ ３ ； ２ ． 中国水 电顾 问集 团 中南勘测设计研究 院， 湖南 长沙 ４ １ ０ ０ １ ４ ２ ；３ ． 中国科学院 武汉岩土力学研 究所 ， 湖北 武汉 ４ ３ ０ ０ ７ １ ）
中图分 类号 ： Ｔ Ｕ ４ ４ ３ 文献标 ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． ０ ２ ５ ３ － ６ ０ ９ ９ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ５ ． ０ ０ ６ 文章编号 ： ０ ２ ５ ３ － ６ ０ ９ ９ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ５ — ０ ０ ２ ５ — ０ ５
Ｓ ｔ ｕ ｄｙ ｏ ｎ Ｐａ ｒ ａ ｍｅ ｔ ｒ ｉ ｃ Ｉ ｎ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｒｏ ｃ ｋ Ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｃ ｓ ｆ ｏ ｒ Ｓ ｕ ｒ ｒ ｏ ｕ ｎｄ ｉ ｎ ｇ Ｒｏ ｃ ｋ ｉ ｎ Ｄｅ ｅ ｐ Ｓ ｏ ｆ ｔ Ｒｏ ｃ ｋ Ｒｏ ａ ｄ ｗａ ｙ ｂ ｙ ＢＰ Ｎｅ ｕｒ ａ ｌ Ｎｅ ｔ ｗｏ ｒ ｋ Ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ
摘
要： 为探索高地应力下 深部软岩巷道 围岩应力 场及 位移场 的分 布情况 ， 建立 了简化 的应 变软化 模型 ， 分析 了此模型 的关键参
数； 采 用均匀设计法设计 了数值 计算 中待分析 的参数 方案 ， 且将各 方案参 数代 入 Ｆ Ｌ Ａ Ｃ 软 件 中进行 了数值仿 真分 析 ； 再 将各工况 下监测点 计算的相对位移 与岩体力 学参数代人 Ｂ Ｐ网络进 行训 练、 学习， 并将 监测 点位移 相对监值 输入训 练 的 Ｂ Ｐ网络 ， 获得参 数 反演值 。以淮南矿业集 团顾桥煤矿 轨道 巷为工程背景 ， 进行了巷道深部位 移监测 ， 根据监 测结果 反演 了简化应 变软化模 型的关键 参数 ， 经正分析对 比验证 了力学参数反演结果 的准确度 、 可靠性 ， 反演结果为后续工程数值计算奠定 了基础 。 关键词 ： 软岩巷道 ； 围岩 ；高应力 ； 应变软 化模 型 ； 均 匀设 计 ； Ｂ Ｐ网络