[博士]隱伏溶洞與隧道間安全距離及其智能預測模型研究179頁（國家自然科學基金資助）

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內容簡介

　　當隧道周圍有隱伏溶洞存在時，如何合理確定兩者間安全距離是個相當棘手技術難題，它關系到隧道能否順利施工和安全運營，并且在一定程度上決定了隧道長度及埋深，兩者距離越小，隧道避繞溶洞的距離越小，隧道越短，工程造價就越低，但隧道失穩(wěn)的危險性也越大。論文針對隱伏溶洞與隧道間的安全距離及其智能預測模型開展系統(tǒng)研究，主要進行了以下幾方面的研究工作：　　(1)通過收集西南地區(qū)巖溶隧道資料以及宜萬隧道的調研，分析了溶洞發(fā)育特征、溶洞尺寸和空間展布，總結了隧道工程中常見的3種隱伏溶洞與隧道的位置關系。在此基礎上，建立了大跨度隱伏溶洞一隧道分析模型和中小跨度隱伏溶洞一隧道分析模型?！　?2)分析了大跨度隱伏溶洞與隧道間巖層失穩(wěn)機理，采用彈性粱、板理論，分別對隱伏溶洞位于隧道項部、隧道底部和側部時各個力學模型的受力狀態(tài)進行分析，推導了隱伏溶洞與隧道間安全距離計算公式，并用工程實例進行了驗證，為巖溶區(qū)隧道工程的穩(wěn)定性評價提供了理論依據?！　?3)提出了基于突變理論隱伏溶洞與隧道間安全距離研究方法?！　?4)探討了隱伏溶洞影響下隧道施工過程的模擬方法?！　?5)建立了有限元數值試驗模型，確定了影響隱伏溶洞與隧道間安全距離因素的取值范圍和水平劃分?！　?6)提出了基于能量突變、二分法塑性區(qū)貫通和強度折減法安全系數突變的隱伏溶洞與隧道間安全距離數值模擬計算方法，采用均勻試驗設計法設計出的實驗方案進行了模擬計算，并對這三種方法進行了分析比較?！　?7)提出基于SVM隱伏溶洞與隧道間安全距離預測方法，在MATLAB中編制相應的程序，用數值模擬計算所得數據作為SVM的樣本進行學習訓練，得到基于SVM隱伏溶洞與隧道間安全距離智能預測模型，并將該模型用于巖溶隧道實際工程，結果表明本文研究成果具有較高的可靠性，對隱伏溶洞與隧道間安全距離合理的選擇具有重要的意義，并促進巖溶隧道施工和設計向智能化發(fā)展?！　　　」灿?79頁，編制于2012年

頂板巖層的簡化力學模型

兩種溶洞力學模型

結構風險最小化示意圖

7種隱伏溶洞位置圖

隱伏溶洞與隧道位置關系

隱伏溶洞位于隧道頂部

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