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(jī)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(jìn)行可靠度計(jì)算。但是復(fù)雜結(jié)構(gòu)在力學(xué)機(jī)理上具有獨(dú)特特征，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)功能函數(shù)是高度復(fù)雜函數(shù)或隱函數(shù)，給結(jié)構(gòu)的可靠度計(jì)算帶來很大的困難。在地下工程領(lǐng)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(jì)的不確定性，使這一點(diǎn)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(jìn)步，先后引入了一次二階矩法，蒙特卡洛法，有限差分法，響應(yīng)面法等

2、。文中將把地質(zhì)學(xué)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(kuò)容和塑性軟化的圍巖變形理論的基礎(chǔ)上提出圍巖變形壓力發(fā)展過程為四個(gè)階段，增加了塑性-分離階段；并推導(dǎo)最小支護(hù)阻力pamin的表達(dá)式，建立了隧道圍巖穩(wěn)定極限平衡方程。其次對(duì)試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法進(jìn)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(xì)分析了Kriging算法的原理與運(yùn)算方法，運(yùn)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(yàn)設(shè)計(jì)方法與Kriging算法相結(jié)合，運(yùn)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(chǔ)上，對(duì)張家界梨子坪隧道進(jìn)行實(shí)例分析，計(jì)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(jì)算結(jié)果相比較，驗(yàn)證該方法的正確。并利用Kriging算法對(duì)隧道圍巖位移進(jìn)行預(yù)測分析，將預(yù)測分析結(jié)果與DGM(2，1)和Verhulst預(yù)測分析方法所得