基于因子分析LMBP網(wǎng)絡(luò)盾構(gòu)施工地表沉降預(yù)測(cè)

通過(guò)研究已有盾構(gòu)施工參數(shù)數(shù)據(jù),提出了基于隨機(jī)過(guò)程生成盾構(gòu)隧道施工仿真參數(shù)的方法,并建立了施工地表沉降的仿真系統(tǒng),可以得到比基于隨機(jī)參數(shù)仿真更準(zhǔn)確的沉降預(yù)測(cè)數(shù)據(jù),為實(shí)際工程提供參考.

盾構(gòu)隧道施工引起的地表沉降,主要受盾構(gòu)掘進(jìn)參數(shù)和地層條件的影響,且各參數(shù)間關(guān)系復(fù)雜.已有地表沉降預(yù)測(cè)方法大都沒(méi)有直接考慮掘進(jìn)參數(shù)的影響,難以滿足盾構(gòu)快速施工超前預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)和環(huán)境影響控制的需求.自適應(yīng)神經(jīng)模糊推理系統(tǒng)（anfis）是一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的模糊類智能模型,通過(guò)減法聚類數(shù)據(jù)細(xì)分技術(shù)自動(dòng)生成模糊規(guī)則,使網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)和權(quán)值具有明確的物理意義,集成了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)自適應(yīng)能力和模糊系統(tǒng)知識(shí)表達(dá)性能,特別適合于多元非線性系統(tǒng)的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào).結(jié)合北京地鐵14號(hào)線東風(fēng)北橋站至京順路站區(qū)段工程實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),選取埋深、洞頂覆土標(biāo)貫值、土倉(cāng)壓力、推進(jìn)速度、刀盤(pán)轉(zhuǎn)速、扭矩、盾構(gòu)推力,以及同步注漿量為輸入變量,建立了地表最大沉降量預(yù)測(cè)模型.計(jì)算結(jié)果表明,該模型計(jì)算量小,泛化能力強(qiáng),計(jì)算精度高.研究成果為盾構(gòu)施工地表沉降預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)提供了新的技術(shù)方案.

為了提高由盾構(gòu)施工引起的軟硬不均地層地表沉降預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性,建立基于粗糙集-支持向量回歸(rs-svr)的地表沉降預(yù)測(cè)模型,并將該模型應(yīng)用于實(shí)際地鐵隧道工程的地表沉降預(yù)測(cè)中。首先,根據(jù)特定地質(zhì)條件,從幾何因素、地層因素和盾構(gòu)施工因素選取影響地表沉降的條件屬性,采用粗糙集理論的pawlak屬性重要度方法刪除冗余數(shù)據(jù),獲取影響地表沉降的最優(yōu)條件屬性集。在此基礎(chǔ)上,基于支持向量回歸(svr)建立rs-svr地表沉降預(yù)測(cè)模型,并與沒(méi)有經(jīng)過(guò)屬性約簡(jiǎn)的svr模型進(jìn)行對(duì)比分析。為了比較不同核函數(shù)對(duì)svr模型的影響,rs-svr和svr模型分別選取徑向基函數(shù)(rbf)、sigmoid函數(shù)、polynomial函數(shù)作為核函數(shù)對(duì)訓(xùn)練樣本及測(cè)試樣本進(jìn)行回歸預(yù)測(cè)。最后,利用佛山地鐵2號(hào)線南湖區(qū)間上軟下硬地層的20組地表沉降監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),對(duì)該模型予以試算。研究結(jié)果表明:將選取的影響地表沉降的12項(xiàng)條件屬性約簡(jiǎn)為包含7項(xiàng)的最優(yōu)條件屬性集,分別為硬層比、黏聚力、內(nèi)摩擦角、土倉(cāng)壓力、總推力、刀盤(pán)扭矩以及掘進(jìn)時(shí)間,地表沉降分類結(jié)果與約簡(jiǎn)前保持一致；同類模型進(jìn)行橫向?qū)Ρ葧r(shí),rbf作為核函數(shù)的rs-svr模型和svr模型預(yù)測(cè)誤差分別為5.54%、13.10%,均低于以sigmoid函數(shù)和polynomial函數(shù)作為核函數(shù)時(shí)的預(yù)測(cè)誤差；以同種核函數(shù)進(jìn)行縱向?qū)Ρ葧r(shí),rs-svr模型預(yù)測(cè)誤差分別為5.54%、11.48%、13.26%,均低于svr模型預(yù)測(cè)誤差的13.10%、15.71%、19.68%。

盾構(gòu)法已成為隧道施工最主要的方法.通常盾構(gòu)租賃方和施工方是各自獨(dú)立的,該方法的提出可以使盾構(gòu)租賃方僅憑盾構(gòu)機(jī)本身而不依賴于施工方的測(cè)量數(shù)據(jù)便可知悉地表沉降情況,從而掌握施工狀況.對(duì)peck公式進(jìn)一步推導(dǎo),實(shí)現(xiàn)僅根據(jù)盾構(gòu)施工的排土量與注漿量數(shù)據(jù)就能對(duì)地表沉降值進(jìn)行預(yù)測(cè).提出了利用電子皮帶秤動(dòng)態(tài)測(cè)量輸送機(jī)上散料質(zhì)量,通過(guò)積分法切片累加的排土量測(cè)量方法,以及通過(guò)拉繩位移傳感器和壓力傳感器甄別注漿有效性的注漿量測(cè)量方法,實(shí)現(xiàn)通過(guò)盾構(gòu)機(jī)有效獲取排土量與注漿量數(shù)據(jù).在上海某區(qū)間的實(shí)際運(yùn)行測(cè)量試驗(yàn),驗(yàn)證了利用排土量與注漿量預(yù)測(cè)施工隧道最大地表沉降值的方法是行之有效的.

盾構(gòu)隧道施工引起的地表沉降,主要受盾構(gòu)掘進(jìn)參數(shù)和地層條件的影響,且各參數(shù)間關(guān)系復(fù)雜.已有地表沉降預(yù)測(cè)方法大都沒(méi)有直接考慮掘進(jìn)參數(shù)的影響,難以滿足盾構(gòu)快速施工超前預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)和環(huán)境影響控制的需求.自適應(yīng)神經(jīng)模糊推理系統(tǒng)(anfis)是一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的模糊類智能模型,通過(guò)減法聚類數(shù)據(jù)細(xì)分技術(shù)自動(dòng)生成模糊規(guī)則,使網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)和權(quán)值具有明確的物理意義,集成了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)自適應(yīng)能力和模糊系統(tǒng)知識(shí)表達(dá)性能,特別適合于多元非線性系統(tǒng)的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào).結(jié)合北京地鐵14號(hào)線東風(fēng)北橋站至京順路站區(qū)段工程實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),選取埋深、洞頂覆土標(biāo)貫值、土倉(cāng)壓力、推進(jìn)速度、刀盤(pán)轉(zhuǎn)速、扭矩、盾構(gòu)推力,以及同步注漿量為輸入變量,建立了地表最大沉降量預(yù)測(cè)模型.計(jì)算結(jié)果表明,該模型計(jì)算量小,泛化能力強(qiáng),計(jì)算精度高.研究成果為盾構(gòu)施工地表沉降預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)提供了新的技術(shù)方案.

地鐵隧道盾構(gòu)施工地表沉降的預(yù)測(cè)分析 摘要總結(jié)并分析了地鐵區(qū)間隧道采用盾構(gòu)法施工中引起地表沉降的規(guī)律、過(guò)程及原因,同時(shí)介紹 了以經(jīng)驗(yàn)法為主且目前廣泛應(yīng)用于變形分析的peck沉陷槽預(yù)測(cè)公式,并結(jié)合我國(guó)某城市地鐵隧道的修 建過(guò)程中產(chǎn)生的地表沉降現(xiàn)象,驗(yàn)證了該分析方法的實(shí)用性和可借鑒性。 關(guān)鍵詞地表沉降peck沉陷槽預(yù)測(cè)分析盾構(gòu)法地鐵隧道 1前言 近些年來(lái),盾構(gòu)施工法普遍用于在松軟含水土層中修建隧道,在江河海中修建水底隧道,在城市中 修建地下鐵道及各種市政設(shè)施。但是,當(dāng)采用盾構(gòu)法施工時(shí),一般會(huì)引起隧道上方地表沉降,這種現(xiàn)象在 含水的松軟土層或其他不穩(wěn)定地層中表現(xiàn)顯著。尤其對(duì)于城市地鐵,盾構(gòu)法區(qū)間隧道一般都會(huì)穿越城 市中心地帶,因建筑物密集、施工場(chǎng)地狹小、地質(zhì)情況復(fù)雜、地下管網(wǎng)密布、交通繁忙、施工條件受 到限制等,而對(duì)環(huán)境的控制要求更為嚴(yán)格。因此,預(yù)

總結(jié)并分析了地鐵區(qū)間隧道采用盾構(gòu)法施工中引起地表沉降的規(guī)律、過(guò)程及原因,同時(shí)介紹了以經(jīng)驗(yàn)法為主且目前廣泛應(yīng)用于變形分析的peck沉陷槽預(yù)測(cè)公式,并結(jié)合我國(guó)某城市地鐵隧道的修建過(guò)程中產(chǎn)生的地表沉降現(xiàn)象,驗(yàn)證了該分析方法的實(shí)用性和可借鑒性。

砂卵石地層盾構(gòu)施工地表沉降預(yù)測(cè)與控制——地表沉降是隧道施工中一項(xiàng)重要風(fēng)險(xiǎn)，盾構(gòu)掘進(jìn)引起土體沉降有開(kāi)挖時(shí)水土壓力不平衡等多種原因。在北京地鐵4號(hào)線某區(qū)間施工中采取了控制排土量、緊湊銜接各工序、及時(shí)同步注漿與二次補(bǔ)漿等控制措施。大大減小了土體沉降...

某地區(qū)地鐵盾構(gòu)施工地表沉降規(guī)律分析——通過(guò)對(duì)武漢地區(qū)某一地鐵線盾構(gòu)掘進(jìn)施工過(guò)程中監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，根據(jù)peck理論，得到漢121地區(qū)盾構(gòu)施工引起縱橫斷面地表沉降的特點(diǎn)：縱向上，盾構(gòu)機(jī)切口前30m以內(nèi)和后50m以內(nèi)為影響區(qū)域，其中又以切口后50m為顯著影響區(qū)，盾構(gòu)...

在軟土地層區(qū)域內(nèi)，采用盾構(gòu)施工法進(jìn)行地下作業(yè)時(shí)，難免存在地表沉降等現(xiàn)象。地表沉降過(guò)大時(shí)，容易對(duì)周邊構(gòu)筑物造成影響。通過(guò)對(duì)地表沉降原因進(jìn)行分析，采用科學(xué)合理的控制措施，有利于提高土體穩(wěn)定性。對(duì)軟土地層盾構(gòu)施工地表沉降原因進(jìn)行了簡(jiǎn)單分析，探討了軟土地層盾構(gòu)施工地表沉降控制措施。

通過(guò)對(duì)武漢地區(qū)某一地鐵線盾構(gòu)掘進(jìn)施工過(guò)程中監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),根據(jù)peck理論,得到漢口地區(qū)盾構(gòu)施工引起縱橫斷面地表沉降的特點(diǎn):縱向上,盾構(gòu)機(jī)切口前30m以內(nèi)和后50m以內(nèi)為影響區(qū)域,其中又以切口后50m為顯著影響區(qū),盾構(gòu)對(duì)某斷面上影響范圍在沿盾構(gòu)中心軸線10~18m;盾構(gòu)掘進(jìn)引起的地表沉降數(shù)據(jù)累計(jì)變化控制指標(biāo)宜為-40mm,盾構(gòu)機(jī)切口通過(guò)監(jiān)測(cè)斷面6~20m范圍內(nèi)單次平均變化速率控制值宜為-15mm/d。

盾構(gòu)施工地表沉陷測(cè)量和地面沉降預(yù)測(cè)軟件...

以盾構(gòu)法施工隧道為研究對(duì)象,采用flac3d軟件模擬盾構(gòu)開(kāi)挖過(guò)程,基于摩爾-庫(kù)倫屈服模型,應(yīng)用控制變量法分別對(duì)不同彈性模量、內(nèi)摩擦角、粘聚力、膨脹角和泊松比土體進(jìn)行模擬。結(jié)果表明:地表沉降槽近似正態(tài)分布曲線,隧道圍巖的彈性模量和黏聚力越大,地表沉降越小；泊松比、內(nèi)摩擦角和膨脹角越大,地表沉降也越大,提出通過(guò)減少圍巖擾動(dòng)和提高圍巖性質(zhì)兩種控制盾構(gòu)隧道地表沉降的方法。

通過(guò)對(duì)上海地鐵軟土地層盾構(gòu)施工引起的地層變形原因和機(jī)理進(jìn)行分析,結(jié)合派克公式對(duì)地層變形進(jìn)行計(jì)算,引出地層損失率作為沉降控制標(biāo)準(zhǔn),并提出了軟土地層盾構(gòu)施工地層損失控制技術(shù)要點(diǎn),以減小施工對(duì)環(huán)境的影響。

基于逆?zhèn)鞑ト斯ど窠?jīng)網(wǎng)絡(luò)方法,建立了盾構(gòu)施工地面長(zhǎng)期沉降的非線性預(yù)測(cè)模型,建立了沉降與諸多影響因素:所處位置、時(shí)間、上覆土性參數(shù)及盾構(gòu)施工參數(shù)等的關(guān)系模型。通過(guò)在上海地鐵2號(hào)線龍東路-中央公園站區(qū)間資料的驗(yàn)證,發(fā)現(xiàn)與實(shí)際比較吻合。

分析了長(zhǎng)沙地鐵二號(hào)線沿線地層特征,以及盾構(gòu)施工狀況,基于長(zhǎng)沙地鐵土壓平衡盾構(gòu)穿越典型地層100多個(gè)地表沉降觀測(cè)斷面大量的地表沉降實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析,探討采用peck公式預(yù)測(cè)長(zhǎng)沙地鐵施工引起的地表橫向沉降槽的可行性,得出了預(yù)測(cè)長(zhǎng)沙地鐵土壓平衡盾構(gòu)施工引起的地表沉降基本參數(shù)的取值范圍,即地表沉降槽寬度系數(shù)(k)0.3-0.6,地層損失率0.5%-1.25%。應(yīng)用本文獲得的地表移動(dòng)參數(shù),采用peck公式可以較好預(yù)測(cè)長(zhǎng)沙地鐵施工引起的地表沉降,及其對(duì)于鄰近結(jié)構(gòu)物的影響。

隧道施工引起的地層損失所導(dǎo)致的地表沉降變形預(yù)測(cè)和控制,是隧道工程領(lǐng)域重要的研究課題之一。以盾構(gòu)隧道開(kāi)挖引起地表沉降變形為研究對(duì)象,采用有限元數(shù)值分析軟件模擬盾構(gòu)隧道施工過(guò)程,分析盾構(gòu)隧道引起的土體應(yīng)力場(chǎng)、位移場(chǎng)變化,對(duì)比分析不同的地層損失、不同的土體本構(gòu)模型、土體排水和不排水條件下隧道施工引起的地表沉降變形規(guī)律,并進(jìn)行了不同影響因素的敏感性分析。結(jié)果表明,地表沉降槽近似正態(tài)分布曲線,地表沉降的主要影響因素依次為隧道埋深、內(nèi)摩擦角、壓縮模量、粘聚力和泊松比;提出了盾構(gòu)隧道施工引起的地表沉降計(jì)算模型,并采取有針對(duì)性的措施來(lái)減少地表沉降,減小對(duì)周?chē)h(huán)境的不良影響。

本文通過(guò)研究盾構(gòu)隧道施工掘進(jìn)過(guò)程中地層的位移規(guī)律,分析土層變形原理、了解沉降發(fā)展過(guò)程、地表隆沉的分布范圍及影響地表沉降因素,為后續(xù)數(shù)值模擬計(jì)算與研究提供理論根據(jù)。

地下鐵路是現(xiàn)代城市交通體系重要的組成部分，在城市建設(shè)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和提高人民生活水平方面發(fā)揮了重要作用。由于地鐵主要設(shè)施位于地面以下，使得地下施工成為地鐵建設(shè)工程的主體。在地鐵地下施工過(guò)程中，地面沉降、塌陷和開(kāi)裂等問(wèn)題時(shí)有發(fā)生，不僅造成城市環(huán)境破壞，也給地鐵工程自身帶來(lái)巨大安全隱患。本文主要分析了地鐵盾構(gòu)施工地表沉降及其控制措施。

分析了盾構(gòu)施工中出現(xiàn)的地表沉降的機(jī)理和特點(diǎn),并概括了地表沉降一些主要的影響因素及控制地表沉降的一些常用的方法。

隧道盾構(gòu)施工引起的地層損失所導(dǎo)致的地表沉降變形預(yù)測(cè)和控制,是隧道工程領(lǐng)域重要的研究課題之一.為準(zhǔn)確預(yù)測(cè)盾構(gòu)隧道施工所引起的地表沉降,探求相應(yīng)的沉降控制措施,采用1∶50室內(nèi)模型試驗(yàn)和flac3d數(shù)值分析軟件,在模型隧道縱、橫向設(shè)置位移監(jiān)測(cè)點(diǎn),監(jiān)測(cè)地面沉降隨開(kāi)挖過(guò)程的變化規(guī)律.結(jié)果表明:沉降量隨隧道深度的增加而減小,隨掘進(jìn)的進(jìn)行而增加;橫向沉降量在隧道正上方最大,沿兩側(cè)遞減,深度越小收斂越快,沉降槽越小;縱向沉降量沿隧道開(kāi)挖方向沉降值逐漸減小.兩種試驗(yàn)?zāi)M的結(jié)果較為接近,可以保證所獲得的盾構(gòu)隧道施工引起的地面沉降規(guī)律的正確性.

淤泥質(zhì)土和粉細(xì)砂為地鐵隧道施工的主要不良地質(zhì)土層。分析盾構(gòu)掘進(jìn)在該土層造成的地表沉降規(guī)律,這有利于采取合適的施工技術(shù)對(duì)策。以佛山地鐵2號(hào)線花仙區(qū)間為實(shí)例,對(duì)淤泥質(zhì)土及粉細(xì)砂地層盾構(gòu)施工地表沉降監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析。結(jié)果表明:在淤泥質(zhì)土層中,地表沉降主要發(fā)生在管片脫出盾尾和后期的固結(jié)沉降階段；在粉細(xì)砂層中,地表沉降主要發(fā)生在盾構(gòu)掘進(jìn)和管片脫出盾尾階段,且盾構(gòu)施工對(duì)粉細(xì)砂層的影響大于對(duì)淤泥質(zhì)土層的影響。