地铁隧道土体参数敏感性分析与正交反演.pdf

第 44 卷第 6 期中南大学学报(自然科学版) Vo l .4 4
2013 年 6 月 Journal of Central South University (Science and Technology) June 2013
地铁隧道土体参数敏感性分析与正交反演
张志华,周传波,夏志强,苗高建,张定邦,蒋楠
(中国地质大学工程学院,湖北武汉,430074)
摘要:以郑州地铁工程为依托,现场监测数据为依据,采用敏感分析和数值模拟相结合的研究方法进行地铁盾构
隧道土体力学参数的反演分析。利用 MATLAB 神经网络工具箱计算平台,计算分析土体变形量与其对应的力学
参数之间的非线性关系,构建 BP 神经网络的训练结构;以地表竖向监测位移为输入样本值,对土体力学参数进
行位移反分析。研究结果表明:影响地表变形的主要土体力学参数敏感度依次为内摩擦角(φ)、弹性模量(E)、内
聚力(C)、泊松比(μ)。应用 FLAC3D 软件模拟分析地铁区间隧道盾构施工过程的力学特征,并将其成果作为反演分
析的样本数集;杂填土层弹性模量 E1 为 MPa,内摩擦角φ1 为 °;粉土层弹性模量 E2 为 MPa,内摩
擦角φ2 为 °;粉质黏土层弹性模量 E3 为 MPa,内摩擦角φ3 为 °。现场应用证明了该方法的有效合
理性。
关键词:土体力学参数;地铁隧道;位移反分析;敏感性分析;BP 神经网络
中图分类号:TU28; 文献标志码:A 文章编号:1672−7207(2013)06−2488−06
Sensitivity analysis and orthogonal backward analysis of
soil parameters for subway tunnel
ZHANG Zhihua, ZHOU Chuanbo, XIAO Zhiqiang, MIAO Gaojian, ZHANG Dingbang, JIANG Nan
(Faculty of Engineering, China University of Geosciences, Wuhan 430074, China)
Abstract: Taking Zhengzhou subway tunnel project and its work field data as the basis, backward analysis of soil
parameters for subway shield tunnel was conducted by the method bining sensitivity analysis and numerical
simulation. The FLAC3D software was used to simulate and analysis the mechanical properties of subway shield
construction process, to got the backward analysis sample set was analyz