近距離交疊隧道盾構(gòu)法施工變形預(yù)測(cè)及模糊控制研究.pdf

1、隨著近距離交疊盾構(gòu)法隧道工程與日俱增，對(duì)其施工變形的預(yù)測(cè)與控制顯得越來越迫切與重要。而從傳統(tǒng)機(jī)理分析的角度，將難以得到盾構(gòu)隧道施工變形的模型，也難以對(duì)其進(jìn)行定量的控制。本文首先總結(jié)分析了盾構(gòu)施工引起地層移動(dòng)的機(jī)理和規(guī)律，針對(duì)近距離交疊隧道工程制定了施工方法與流程，建議采用簡(jiǎn)單有效的變形預(yù)測(cè)與控制方法指導(dǎo)工程施工。其次，采用邊界單元法對(duì)交疊隧道施工變形進(jìn)行了靜態(tài)的數(shù)值模擬分析，考慮了隧道間的相互影響，分析了交疊隧道施工時(shí)土體

2、位移的特點(diǎn)，為指導(dǎo)施工總結(jié)出了若干有意義的規(guī)律。第三，對(duì)交疊隧道施工變形進(jìn)行了動(dòng)態(tài)的預(yù)測(cè)分析。針對(duì)盾構(gòu)施工與監(jiān)測(cè)過程為一時(shí)間序列的特點(diǎn)，從滾動(dòng)優(yōu)化思想出發(fā)，建立了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，預(yù)測(cè)盾構(gòu)掘進(jìn)一定距離后產(chǎn)生的已建隧道變形及地表變形。采用了包含主元分析思想的部分最小二乘神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)方法，解決了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸入變量之間和輸出變量之間的耦合問題。得出的模型基本能得到與實(shí)測(cè)較為接近的預(yù)測(cè)結(jié)果，并起到對(duì)變形進(jìn)行監(jiān)控的效果，不失為一種有效且實(shí)用

3、的變形預(yù)測(cè)方法。最后，以一環(huán)為采樣周期，將盾構(gòu)施工控制對(duì)象表達(dá)為動(dòng)態(tài)模型。針對(duì)交疊隧道施工時(shí)正面土壓力差、同步注漿參數(shù)在不同穿越施工階段對(duì)已建隧道變形和地表變形的影響做了模型辨識(shí)，用一系列的分段二階線性模型來描述該控制對(duì)象的復(fù)雜非線性。利用鈍性定理分析了TS-PID模糊控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性，得出了針對(duì)盾構(gòu)施工控制對(duì)象的TS-PID模糊控制器閉環(huán)系統(tǒng)IO穩(wěn)定的充分條件。根據(jù)所得模型的不同特點(diǎn)，提出了一種基于內(nèi)?？刂频腜ID參數(shù)整定