[發(fā)明專利]一種基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡的隧道動態(tài)施工方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911295340.0
• 申請日: 2019-12-16
• 公開（公告）號: CN111119902B
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發(fā)明（設計）人: 潘旦光;馮志耀
• 申請（專利權(quán)）人: 北京科技大學
• 主分類號: E21D9/00
• 分類號: E21D9/00;E21D11/10;E21B25/00;E21B49/00
• 代理公司: 北京市廣友專利事務所有限責任公司 11237
• 代理人: 張仲波

1.一種基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡的隧道動態(tài)施工方法，其特征在于：包括步驟如下：

S1：沿隧道軸向?qū)⑺淼婪譃槎鄠€施工段，并在各施工段中間布置地表沉降監(jiān)測點；

S2：在隧道所處區(qū)域進行地質(zhì)鉆孔勘探，提取土體鉆芯并測量其力學參數(shù)，根據(jù)力學參數(shù)對土體進行分層，在注漿設計范圍內(nèi)分別測量漿脈和土體的力學參數(shù)，然后根據(jù)等效作用原理，求出等效后各土層和注漿體的力學參數(shù)；

S3：以S2中測量得到的各土層和注漿體的力學參數(shù)為基準集，通過蒙特卡羅方法生成輸出層數(shù)據(jù)，利用數(shù)值模擬方法計算得到地表沉降值作為輸入層數(shù)據(jù)，訓練生成BP神經(jīng)網(wǎng)絡；

S4：采用多循環(huán)方式對隧道進行預注漿加固、開挖和支護，分段施工并監(jiān)測地表沉降值；

S5：將隧道開挖引起的地表沉降監(jiān)測值輸入到BP神經(jīng)網(wǎng)絡中，反演得到各土層和注漿體的力學參數(shù)；

S6：根據(jù)S5中反演得到的各土層和注漿體力學參數(shù)，利用數(shù)值模擬方法預測下一施工段的地表沉降，當最大沉降量超過地表沉降控制值時，增大注漿范圍或注漿壓力；當最大沉降量小于地表沉降控制值的20％時，減小注漿范圍或注漿壓力；進行反復調(diào)整，優(yōu)化注漿參數(shù)；S7：利用S6優(yōu)化后的注漿參數(shù)進行預注漿加固，然后進行開挖并及時支護，實時監(jiān)測地表沉降值；

S8：重復上述S5～S7，逐段向前施工。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡的隧道動態(tài)施工方法，其特征在于：所述S1中施工段長度為隧道洞徑的2～5倍。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡的隧道動態(tài)施工方法，其特征在于：所述S1中的地表沉降監(jiān)測點每一排為7～15個，且關于隧道中心呈對稱分布。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡的隧道動態(tài)施工方法，其特征在于：所述S2中的地質(zhì)鉆孔沿隧道軸向布置，鉆孔數(shù)量不少于3個。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡的隧道動態(tài)施工方法，其特征在于：所述S2中地質(zhì)鉆孔的孔底位于隧道底板3倍洞徑以下。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡的隧道動態(tài)施工方法，其特征在于：所述S2中力學參數(shù)包括壓縮模量、泊松比、粘聚力、內(nèi)摩擦角。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡的隧道動態(tài)施工方法，其特征在于：所述S5中反演得到各土層和注漿體的力學參數(shù)包括彈性模量、泊松比、粘聚力、內(nèi)摩擦角。