基于智能反分析的大型地下厂房开挖方案优化研究

摘要

目前开发的大多水电站地处高山峡谷中,发电厂房往往布置在地下。大型地下厂房开挖及围岩稳定分析,是近年来地下厂房课题研究的热点问题。地下厂房地质条件复杂,深部岩体力学参数确定等问题是研究地下厂房的关键问题,对理论上的数值模拟计算,进一步指导施工方案的确定具有极其重要的意义。
　　对于岩土体特别是受围压影响较大的深部岩体来说,岩体的变形和受力状态分析的关键是如何恰当的估计岩体的力学参数。而如何利用现场实测数据来反演深部岩体力学参数是一个值得研究的问题。由于岩土介质的复杂性,岩土力学与工程问题通常是监测数据有限、并且岩土介质的力学行为(如本构关系、变形特征等)具有高维数、非线性等特点,而这些特点正是支持向量机方法具有的优点,因此将支持向量机应用到岩土力学与工程中是可行的,并具有广泛的应用前景。而由于FLAC3D在处理几何非线性和大变形问题上具有明显优势,在地下工程的设计和分析中,采用FLAC3D分析方法是可靠的。
　　研究内容如下:
　　(1)总结岩体力学参数反分析的方法,研究支持向量机算法,并与其它方法(BP人工神经网络、遗传算法、粒子群算法、蚁群算法等)进行比较。
　　(2)研究FLAC3D软件的三维数值仿真技术并研究其在地下厂房开采中的实现过程。
　　(3)将支持向量机算法和FLAC3D结合来研究水布垭工程地下厂房深部岩体的实测力学参数,与监测资料和进行对比。
　　(4)将最终反演得到的岩体力学参数运用到水布垭工程地下厂房稳定性评价中,以此来分析该地下厂房在各施工方案下的稳定性,从而优化其施工方案。

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引 言

1 绪论

1.1 问题的提出

1.2 岩土工程参数反分析的研究现状

1.3 支持向量机（SVM）和 FLAC3D的研究现状

1.4 FLAC3D在参数反演中的运用

1.5 论文研究的主要内容及技术路线

1.6 小结

2 地下厂房开挖方案优化方法研究及地应力反馈分析

2.1 数值模型的建立与基本输入条件

2.2 FLAC3D的计算步骤

2.3 基于 SVM 算法和 FLAC3D的力学参数反演流程

2.4 地应力场的反分析

2.5 地下厂房 1-6 层开挖支护数值模拟及与监测资料的对比分析

2.6 地应力反分析及初步分析结论

3 水布垭工程地下厂房岩体力学参数反演及施工方案优化研究

3.1 水布垭工程地下厂房概况

3.2 基于 SVM 算法的反演模型

3.3 反演的岩层与力学参数范围

3.4 正交样本的构造与数值计算

3.5 围岩力学参数反演与验证

3.6 数值模型计算及施工方案优化研究

3.7 槽挖方案与全断面开挖方案

3.8 几种槽挖支护方式的对比优化

3.9 方案评价

4 结论与展望

4.1 结论

4.2 展望

参考文献

后记

附录一：攻读硕士学位期间发表的部分学术论文