基于变形预测和参数反演的山岭隧道围岩稳定性分析

摘要

隧道围岩变形与岩体力学参数之间存在复杂的非线性关系,是围岩状态改变最直观的表现,也是围岩稳定性综合判别的重要指标。提出一种基于变形时序预测和力学参数反演的山岭隧道围岩稳定性分析方法。首先引入Tent混沌扰动和自适应警戒调整机制,构建基于自适应混沌麻雀搜索算法优化极限学习机(ACSSA-ELM)的变形时序预测模型和力学参数反演模型,进一步采用三次样条插值和变分模态分解(VMD)对已开挖断面围岩实测变形预处理,利用变形时序预测模型采取窗口滚动单步预测的方式对已开挖断面围岩最终变形值进行预测,并用于力学参数反演模型中获取开挖段围岩的“修正”力学参数,基于数值模型正算结果和开挖段已测变形值预测开挖段围岩变形和变形速率,进而分析其稳定性。依托重庆市花阳隧道进行了方法的验证与应用,并对隧道ZK40+820断面围岩的稳定性进行了合理可靠的预测分析。最后对方法的使用条件和反演参数的准确性进行了讨论。