基于Kriging模型的隧道圍巖穩(wěn)定性分析.pdf

1、一般工程結(jié)構(gòu)穩(wěn)定可靠度分析主要步驟是首先選出隨機參數(shù)的最優(yōu)分布，然后建立結(jié)構(gòu)功能函數(shù)方程進行可靠度計算。但是復雜結(jié)構(gòu)在力學機理上具有獨特特征，導致結(jié)構(gòu)功能函數(shù)是高度復雜函數(shù)或隱函數(shù)，給結(jié)構(gòu)的可靠度計算帶來很大的困難。在地下工程領域中，由于巖土工程存在模型不確定性、巖體本身性質(zhì)的不確定性以及統(tǒng)計的不確定性，使這一點尤為突出。 近年來，地下工程結(jié)構(gòu)穩(wěn)定可靠度理論有了長足進步，先后引入了一次二階矩法，蒙特卡洛法，有限差分法，響應面法等

2、。文中將把地質(zhì)學中的Kriging算法引入地下工程結(jié)構(gòu)穩(wěn)定可靠度理論中，從而發(fā)展地下工程結(jié)構(gòu)穩(wěn)定可靠度理論。首先，在考慮巖體擴容和塑性軟化的圍巖變形理論的基礎上提出圍巖變形壓力發(fā)展過程為四個階段，增加了塑性-分離階段；并推導最小支護阻力pamin的表達式，建立了隧道圍巖穩(wěn)定極限平衡方程。其次對試驗設計方法進行分析，指出拉丁超立方與Kriging算法相結(jié)合能夠取得較好的結(jié)果。再次詳細分析了Kriging算法的原理與運算方法，運用Excel

3、和Matlab軟件編制了一套Kriging算法程序。最后將拉丁超立方試驗設計方法與Kriging算法相結(jié)合，運用文中編制的Kriging算法程序，在文中建立的隧道圍巖穩(wěn)定極限平衡方程的基礎上，對張家界梨子坪隧道進行實例分析，計算出了該隧道某段圍巖穩(wěn)定可靠度，并將結(jié)果與差分法、蒙特卡洛法的計算結(jié)果相比較，驗證該方法的正確。并利用Kriging算法對隧道圍巖位移進行預測分析，將預測分析結(jié)果與DGM(2，1)和Verhulst預測分析方法所得