1、水工隧洞的穩(wěn)定性問題日益受到人們的關(guān)注,其穩(wěn)定狀態(tài)與巖體的初始地應(yīng)力狀態(tài)緊密相關(guān),因此所采用的初始地應(yīng)力場的可靠性,將直接影響到地下工程設(shè)計(jì)與施工的安全性。同時(shí),水工隧洞工程中存在諸多不確定因素,如果不能合理的量化這些隨機(jī)性給工程結(jié)構(gòu)帶來的影響,必然會(huì)為結(jié)構(gòu)安全帶來較大的風(fēng)險(xiǎn)。本文運(yùn)用線性回歸、人工神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)、有限元等方法,以陽江核電廠排水隧洞工程為實(shí)例依托,開展地應(yīng)力場反演方法研究,進(jìn)行隧洞開挖穩(wěn)定模擬分析和襯砌結(jié)構(gòu)可靠度計(jì)算。本文主

2、要研究內(nèi)容和取得成果如下:
　　 (1)在分析了地應(yīng)力的組成及其影響因素的基礎(chǔ)上,并鑒于線性回歸忽略了巖土非線性的物理力學(xué)特性,而神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)存在樣本構(gòu)造的盲目性和訓(xùn)練結(jié)果可能為非全局最優(yōu)解的問題,提出地應(yīng)力反演的線性回歸與GA—ANN組合方法。針對(duì)有限元軟件地形建模的困難,引入了基于NURBS技術(shù)的地層建模方法,建立了工程區(qū)域范圍內(nèi)的精確地形、地質(zhì)有限元模型,為保證地應(yīng)力反演效果提供有效方法。最終結(jié)合統(tǒng)計(jì)學(xué)正交設(shè)計(jì)的原理,反演了研

3、究區(qū)域的地應(yīng)力,并與傳統(tǒng)方法反演結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,證明這種方法精度更高。
　　 (2)分析了工程區(qū)域的地應(yīng)力分布特征,并針對(duì)傳統(tǒng)巖爆預(yù)測僅通過少量的實(shí)測點(diǎn)數(shù)據(jù)判斷整個(gè)隧洞巖爆可能性的方法存在局限性的問題,本文通過反演獲得的整個(gè)工程區(qū)域應(yīng)力場,依據(jù)切向應(yīng)力準(zhǔn)則,對(duì)各個(gè)排水隧洞全程進(jìn)行了開挖巖爆預(yù)測分析。采用有限元法分析了圍巖二次應(yīng)力場、變形場、塑性區(qū)分布情況,為保證施工安全提供了有效的保障。
　　 (3)計(jì)算了不同工況下隧洞襯