【碩士】灰色理論在隧道信息化施工中的應(yīng)用及施工數(shù)值分析【2008】

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　　學(xué)科專業(yè)：道路與鐵道工程　　授予學(xué)位：工學(xué)碩士　　學(xué)位授予單位：中南大學(xué)　　學(xué)位年度： 2008年　　隧道及地下工程的特點(diǎn)是水文地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜，不確定性因素很多，本身就是一個(gè)灰色系統(tǒng)。隧道信息化施工通過(guò)在施工過(guò)程中根據(jù)實(shí)際監(jiān)測(cè)情況及時(shí)反饋信息，建立地層最終穩(wěn)定時(shí)間、最終變位量等為內(nèi)容的判斷準(zhǔn)則，能有效避免施工中重大事故的發(fā)生，實(shí)現(xiàn)隧道工程的安全和經(jīng)濟(jì)目標(biāo)?！　”疚脑谙到y(tǒng)研究了灰色系統(tǒng)理論中的各種預(yù)測(cè)模型和關(guān)聯(lián)分析方法的基礎(chǔ)上，針對(duì)其求解模型參數(shù)和評(píng)價(jià)方法上存在的不足和缺陷，做了一些有效的探討，并將其應(yīng)用到工程實(shí)踐中。圍繞隧道信息化設(shè)計(jì)的原理、方法和使?！　∮眉夹g(shù)，進(jìn)行的主要研究?jī)?nèi)容如下：　　1．研究了灰色關(guān)聯(lián)度分析計(jì)算方法，以及適用原則，探討了鄧氏灰色關(guān)聯(lián)在應(yīng)用上的不足。以灰色理論在隧道信息化施工中的應(yīng)用為基礎(chǔ)，引入灰色系統(tǒng)理論中灰色關(guān)聯(lián)分析法，建立圍巖穩(wěn)定分類(lèi)的灰色模型，對(duì)圍巖穩(wěn)定分類(lèi)進(jìn)行研究，并對(duì)隧道施工開(kāi)挖方案的進(jìn)行優(yōu)化決策。　　2．介紹了經(jīng)典GM(I，1)模型的使用條件。①經(jīng)典GM(1，1)模型描述的是一類(lèi)具有指數(shù)遞變趨勢(shì)的動(dòng)態(tài)線性系統(tǒng)。②當(dāng)利用GM(1，1)模型進(jìn)行預(yù)測(cè)時(shí)，在預(yù)測(cè)階段，模型系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)行為特征應(yīng)與對(duì)象系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)行為特性相吻合。@GM(1，1)模型只適于做短期預(yù)測(cè)。3．針對(duì)GM(1，1)模型存在的問(wèn)題，本文研究了DGM(2，1)模型、Verhulst模型、GM(1，1)參數(shù)優(yōu)化模型、DGM(2，1)參數(shù)優(yōu)化模型、Verhulst參數(shù)優(yōu)化模型，明顯地改善了模型的誤差精度。通過(guò)實(shí)例，指出灰色GM(1，1)模型適合于隧道圍巖位移變形的短期預(yù)測(cè)，DGM(2，1)模型和Verhulst模型要優(yōu)于GM(1，1)模型，其精度較高，適合隧道圍巖位移變形預(yù)測(cè)?！　?．介紹了隧道信息化設(shè)計(jì)的基本原理，以及量測(cè)信息在隧道信息化施工中的應(yīng)用；從監(jiān)控量測(cè)的結(jié)果來(lái)看，各量測(cè)項(xiàng)目均能達(dá)到收斂，圍巖趨于穩(wěn)定，這說(shuō)明關(guān)口埡隧道的初期支護(hù)參數(shù)是能滿足實(shí)際要求，本隧道采用的分上、下臺(tái)階的施工方法是適宜的?！　?．文章以山嶺隧道施工為工程背景，用FLAC2D程序模擬了隧道動(dòng)態(tài)開(kāi)挖過(guò)程，對(duì)比了毛洞開(kāi)挖和加錨桿、噴錨支護(hù)開(kāi)挖圍巖的不同變化情況，分析了錨桿和錨噴支護(hù)對(duì)軟弱圍巖的加固機(jī)理和作用。數(shù)值模擬結(jié)果與實(shí)際量測(cè)結(jié)果對(duì)比，比較吻合，說(shuō)明采用的隧道支護(hù)方案的可行性是滿足的?！　?

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