论文部分内容阅读
在我国经济快速发展的大前提下,不管是公路还是铁路都在如火如荼的建设中,尤其这几年高速铁路的建设不断的大跨步前进,对于隧道工程的设计及施工也就有了更严格的要求,这样势必会在技术上产生很多问题和难关。在隧道工程方面各种理论分析与研究都要依靠合理的、符合工程实际的岩体力学参数。一般情况下,在现场原位实验和室内实验所得到的岩体力学参数都与工程现场实际的岩体力学参数有较大的差别,难于进行可靠的设计和安全施工,并且在一定程度上阻碍了数值方法在隧道工程中应用、推广。本文依托在建的兰渝铁路线天池坪隧道工程,研究基于ANSYS软件优化设计模块的位移反分析系统,反演出符合工程实际的岩体力学参数。研究内容与方法：(1)本文以《天池坪隧道50m试验段施工监测分析报告》中现场量测的数据为基础,从中提取所研究断面的位移量测数据,并应用SPSS数值分析软件对其进行回归分析取得位移最终值：(2)选定出适用于软岩隧道的开挖方式,参照现有建成的隧道的相关情况选取模拟计算的初始参数,并运用APDL语言与ANSYS软件进行二维平面应变的参数化建模,模拟隧道开挖过程,取得断面观测点的模拟值；(3)运用APDL语言编制出基于ANSYS优化设计模块的位移反分析系统,并使用其自带的零阶方法和一阶方法对天池坪隧道的围岩的弹性模量和侧压力系数进行反演分析,并对反演结果进行正分析验证。再运用MIDAS/GTS进行三维模拟受力分析。主要研究成果：(1)对量测数据进行回归分析拟合,在隧道工程指定的三种拟合函数中对数函数拟合的程度最好,相关系数的平方值最接近1,得到的位移最终值符合现场实际情况。(2)优化反演中,运用零阶方法很好的得出了参数最优解的大致范围,在此基础上进行一阶方法优化得出反演参数的全局最优解。(3)正分析验证与三维模拟受力分析基本上验证了反分析模型和结果的可靠性和精确性,这样可以更好的指导隧道的可靠设计及安全施工。本文的整个分析过程与结果对于以后的类似工程也有较好的参考价值。