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隧道动态设计方法与实用技术研究

从会涛  
【摘要】:隧道及地下工程的特点是水文地质环境复杂,不确定性因素很多,使得套用地面结构的设计理念和模型设计隧道结构物具有很大局限性,而由工程类比法确定其设计参数有一定的盲目性。动态设计方法就是在此背景下发展起来的一种隧道工程设计方法。目前,从总体上来说,动态设计仍然处于发展和逐渐成熟阶段,其理论和实用技术的研究仍要进一步深入。本文围绕动态设计的理论、方法和实用技术,进行的主要研究内容有: (1)对动态设计方法和实用技术的一些关键问题进行了研究,包括信息采集和处理、监测技术规划设计、工程类比数据库计算机实现、围岩分类等等,并提出建议和意见。 (2)采用数理统计、时间序列分析和灰色理论模型对量测位移信息建立了预测分析模型。在量测信息的回归分析中,采用了最小二乘迭代法进行曲线拟合;时间序列分析主要采用了自回归模型AR(n):在灰色预测分析中采用了工程中最常用的GM(1,1)模型。 (3)应用灰色关联分析方法,将待分类的围岩稳定指标和分类标准指标组成参考数列和比较数列,建立了围岩稳定性分类的灰色理论模型。在此理论基础上编制的围岩稳定分类程序,并采用三凯高速公路松皆雅Ⅱ号隧道围岩指标进行验证,评定结果与现场基本吻合。 (4)应用模糊数学方法和灰色理论,分别建立了施工和支护方案的模糊综合评判模型和多目标灰色决策模型。模型中指标体系考虑了技术可行、工期节省、经济合理、质量与安全可靠4个主指标,并考虑了不同因素的不同影响程度。 (5)根据动态设计与施工所具有的特点,结合隧道工程修建技术的发展趋势,以Visual Basic6.0为开发平台,编写了工程信息系统程序。该程序在内容上实现了监测数据分析和稳定分析评价的一体化,在技术上模拟了动态设计与施工的过程。 文章最后就主要结论、存在的问题和不足以及技术展望进行了论述,提出了观点和见解。


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