基于阻尼最小二乘法的盾构隧道围岩力学参数反演

摘要

在盾构隧道的建设和运营中,往往很难快速准确地通过测量获得盾构隧道管片结构的强度及外荷载,为了快速、准确地获取盾构隧道施工期和运营期的力学参数,基于盾构隧道管片的精确测量数据对结构的强度参数及外荷载参数进行反演的方法得到广泛应用。基于阻尼最小二乘法(Levenberg-Marquardt法,简称L-M法),对盾构隧道荷载结构法模型中的结构强度参数及外荷载参数进行了反演研究,基于同济曙光三维有限元平台研制了相应的参数反演软件,并对比了遗传算法、单纯形法与阻尼最小二乘法的特点和异同,讨论了多参数反演过程中的多值问题。最后结合实际工程案例,对局部荷载值和地层弹簧受压刚度进行了反演分析,都得到了稳定的结果。研究结果表明,基于阻尼最小二乘法对盾构隧道结构强度和荷载参数反演的结果较为稳定可靠,可为盾构隧道结构施工和维护工作中的参数确定提供计算方法。