水電站地下廠房的圍巖穩定分析與變形預測.pdf

1、由于水電站地下廠房開挖跨度大，其構造和受力條件復雜，因此圍巖穩定一直都是地下工程領域中的研究重點和難點。由于初始地應力場，巖體本構以及巖體參數都有很強的隨機性、模糊性以及非線性，導致傳統分析手段不能準確地對地下工程進行計算分析。多門學科交叉，多種手段并用是目前解決地下工程的有力武器。本文運用解析、數值以及智能方法從多個角度對水電站地下廠房的圍巖穩定進行分析和評價，為設計和施工提供理論基礎和可靠依據。全文的總體內容如下： (1)B

2、P神經網絡已廣泛地應用于巖體力學參數和初始地應力場的反演分析，但在實際應用中，BP網絡存在著網絡訓練易于過度、收斂速度慢、易陷入局部極小以及隱層節點數難以確定等缺點?；谏鲜鲈?，本文采用RBF網絡作為反分析方法，利用有限差分格式的快速拉格朗日算法進行正分析計算，依據若干測點的應力數據，對計算區域的巖體力學參數以及初始應力場進行多參反演。以呼和浩特抽水蓄能電站的實例來說明RBF網絡在反演分析的精度和學習速度方面，均優于傳統BP網絡的反演

3、算法。 (2)根據水電站地下廠房所在地域、地質條件以及工期的要求，采用何種開挖方式以及開挖高度，至今水工設計規范上尚沒有明確的規定。本文以呼和浩特抽水蓄能電站快速施工方案設計為背景，利用FLAC<'3D>對5層和7層開挖方式進行敏感性分析，以求探討減少開挖層數，加快施工進度的可行性及工程措施，并對兩種開挖方案下的圍巖穩定性進行評價，同時對開挖過程中的支護措施給出合理的參考意見。 (3)基于錨桿的主動支護原理，將錨桿與巖體

4、之間的剪應力轉換為作用在洞室內表面上的面壓力，將錨固后的巖體視為等效材料。采用Poynting-thomson流變本構模型，利用彈性力學和粘彈性力學推導得出錨固巖體的流變公式。以圓形引水隧洞為算例，應用FLAC<'3D>計算軟件對其計算結果進行校核，通過比較可以發現，推導得到的公式不僅計算簡單，而且其精度能夠滿足工程需要。 (4)自適應網絡模糊推理系統(ANFIS)是一種將神經元網絡和模糊邏輯有機結合的新型模糊推理系統，采用反向

5、傳播算法和最小二乘法的混合算法分別調整前提參數和結論參數，這樣充分地利用了神經網絡和模糊邏輯的優良特性。本文將ANFIS和水電站地下廠房圍巖變形的監測數據相結合，建立水電站圍巖變形的預測模型。利用對現場觀測數據的學習，對未來的圍巖變形進行預測。通過工程實例，說明了該方法的合理性和可行性。 (5)針對神經網絡沒有嚴格理論基礎的缺陷，本文將一種改進的支持向量機—精確在線支持向量機(Accuralce Online Support V