基于ARIMA-LSTM的矿区地表沉降预测方法 被引量：4

1

作者 王磊 马驰骋 +1 位作者 齐俊艳 袁瑞甫 《计算机工程》 北大核心 2025年第1期98-105,共8页

煤矿开采安全问题尤其是采空区地表沉降现象会对人员安全及工程安全造成威胁,研究合适的矿区地表沉降预测方法具有很大意义。矿区地表沉降影响因素复杂,单一的深度学习模型对矿区地表沉降数据拟合效果差且现有的地表沉降预测研究多是单... 煤矿开采安全问题尤其是采空区地表沉降现象会对人员安全及工程安全造成威胁,研究合适的矿区地表沉降预测方法具有很大意义。矿区地表沉降影响因素复杂,单一的深度学习模型对矿区地表沉降数据拟合效果差且现有的地表沉降预测研究多是单独进行概率预测或考虑时序特性进行点预测,难以在考虑数据的时序特征的同时对其随机性进行定量描述。针对此问题,在对数据本身性质进行观察分析后选择差分整合移动平均自回归(ARIMA)模型进行时序特征的概率预测,结合长短时记忆(LSTM)网络模型来学习复杂的且具有长期依赖性的非线性时序特征。提出基于ARIMA-LSTM的地表沉降预测模型,利用ARIMA模型对数据的时序线性部分进行预测,并将ARIMA模型预测的残差数据辅助LSTM模型训练,在考虑时序特征的同时对数据的随机性进行描述。研究结果表明,相较于单独采用ARIMA或LSTM模型,该方法具有更高的预测精度(MSE为0.262 87,MAE为0.408 15,RMSE为0.512 71)。进一步的对比结果显示,预测结果与雷达卫星影像数据(经SBAS-INSAR处理后)趋势一致,证实了该方法的有效性。 展开更多

关键词 煤矿采空区 地表沉降预测 时序概率预测 差分整合移动平均自回归 长短时记忆网络

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基于随机介质理论的偏压隧道地表沉降预测方法 被引量：2

2

作者 周鹏远 宋战平 +2 位作者 王军保 张玉伟 田小旭 《岩土工程学报》 北大核心 2025年第3期589-598,共10页

隧道开挖引起地表沉降的各种预测方法均假定隧道收敛模式为对称形式,忽略了隧道非对称收敛的影响。为对偏压隧道引起地表沉降进行预测,提出了一种新的隧道偏压收敛模式,定义了相应的偏压参数θ,γ1,γ3,基于随机介质理论,利用坐标变换... 隧道开挖引起地表沉降的各种预测方法均假定隧道收敛模式为对称形式,忽略了隧道非对称收敛的影响。为对偏压隧道引起地表沉降进行预测,提出了一种新的隧道偏压收敛模式,定义了相应的偏压参数θ,γ1,γ3,基于随机介质理论,利用坐标变换和二重积分的数值化处理,得到了偏压隧道引起地表沉降的预测模型;通过实际工程案例,验证了该方法的适用性,并分析了相关参数对地表沉降的影响规律。提出的预测模型将传统对称收敛模式拓展至非对称情况,能很好预测地表沉降的非对称趋势,且更接近实际案例的监测数值。 展开更多

关键词 偏压隧道 地表沉降预测 隧道收敛模式 随机介质理论

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结合卷积神经网络和注意力机制的LSTM采空区地表沉降预测方法 被引量：3

3

作者 高墨通 杨维芳 +3 位作者 刘祖昱 曹小双 张瑞琪 侯宇豪 《测绘通报》 CSCD 北大核心 2024年第6期53-58,170,共7页

为解决采空区地表塌陷区域时序预测中存在的监测点空间特征难以提取的问题,本文提出了一种可以提取监测点关键空间特征的CNN-Attention-LSTM组合神经网络模型。首先,增加作为特征输入的邻近监测点个数,使用卷积神经网络(CNN)提取由多个... 为解决采空区地表塌陷区域时序预测中存在的监测点空间特征难以提取的问题,本文提出了一种可以提取监测点关键空间特征的CNN-Attention-LSTM组合神经网络模型。首先,增加作为特征输入的邻近监测点个数,使用卷积神经网络(CNN)提取由多个监测点构成的多维时间序列的空间特征;其次,将提取后的多维特征时序输入多层感知器(MLP)中计算注意力权重,并与特征输入作Hadamard积,实现特征输入的注意力权重分配;然后,利用长短期记忆神经网络(LSTM)进行回归预测;最后,通过全连接层,整合输出目标监测点的预测值。本文以龙首矿西二采区地表塌陷区域为例,给出其地表沉降监测数据预测结果,并与实际采集的数据作对比。结果表明,引入注意力机制的CNN-Attention-LSTM的组合模型比CNN-LSTM模型和LSTM模型精度更高,且增加有效特征输入能够显著提升CNN-Attention-LSTM模型的预测精度。 展开更多

关键词 时间序列建模 地表沉降预测 深度学习 注意力机制 长短期记忆

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长沙起伏板岩地层盾构施工地表沉降预测研究 被引量：7

4

作者 晁峰 王明年 +1 位作者 刘大刚 霍建勋 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第1期125-130,共6页

为有效指导起伏板岩地层盾构施工，保证施工安全，以长沙地铁2号线西延线一期工程为工程背景，通过数据统计分析、数值模拟等方法对湘江以西地区起伏板岩地层盾构施工地表沉降预测方法进行研究，包括地表有、无建筑物两种情况。研究结... 为有效指导起伏板岩地层盾构施工，保证施工安全，以长沙地铁2号线西延线一期工程为工程背景，通过数据统计分析、数值模拟等方法对湘江以西地区起伏板岩地层盾构施工地表沉降预测方法进行研究，包括地表有、无建筑物两种情况。研究结果表明：通过对依托工程单线盾构隧道施工地表沉降实测数据进行拟合分析，发现沉降曲线与Peck曲线吻合较好，表明Peck公式在该地区的适用性；通过计算分析，该地区无建筑物地表沉降预测沉降槽宽度系数取值范围为0．4-0．6，地层损失率取值范围为0．6％～1．2％；从施工风险控制和工程应用观点出发，对于有建筑物时地表沉降预测方法进行了探讨，可以保守选用无建筑物预测方法。本文研究成果可为本地区类似工程施工提供借鉴。 展开更多

关键词 起伏板岩地层 盾构施工 地表沉降预测 建筑物

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双线软岩浅埋隧道施工地表沉降预测及控制 被引量：8

5

作者 梅文勇 《长沙铁道学院学报》 CSCD 北大核心 2003年第2期36-39,共4页

采用基于统计理论的二维沉降预测方法及回归模型,对新曲儿岔隧道出口浅埋段地表沉降等问题进行了分析.提出了新曲儿岔隧道施工沉降控制基准确定的方法和控制沉降的措施,以供工程参考.

关键词 浅埋隧道 地表沉降预测 控制基准 沉降控制

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基于Peck公式的隧道盾构施工引起的地表沉降预测研究 被引量：15

6

作者 陈亦轩 李筱艳 陈松 《安全与环境工程》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期79-83,91,共6页

隧道盾构施工引起的地表沉降预测受到诸多因素的影响,在实际应用中有较大的误差。为更准确地预测隧道盾构施工引起的地表沉降,基于南京地区过江通道隧道工程开挖引起的地表沉降大量的实测数据,采用数学方法,引入地表最大沉降量修正系数... 隧道盾构施工引起的地表沉降预测受到诸多因素的影响,在实际应用中有较大的误差。为更准确地预测隧道盾构施工引起的地表沉降,基于南京地区过江通道隧道工程开挖引起的地表沉降大量的实测数据,采用数学方法,引入地表最大沉降量修正系数α和沉降槽宽度修正系数β对Peck公式进行修正,使之适用于研究区段工况。实例应用结果表明:当α介于0.9~1.0、β介于0.9~1.1时,采用Peck修正公式可得到较好的地表沉降预测效果。 展开更多

关键词 隧道盾构施工 地表沉降预测 PECK公式 沉降槽宽度修正系数 地表最大沉降量修正系数

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一种黏土层中深基坑开挖地表沉降预测方法 被引量：8

7

作者 胡之锋 陈健 +1 位作者 邱岳峰 李健斌 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2019年第6期60-67,72,共9页

基坑围护结构水平移动是其周围地表沉降的主要诱因之一。基于不同围护结构水平变形模式,根据线弹性理论相关研究给出了对应的地表沉降计算式。通过该计算式预测的黏土层中地表沉降最大值位置xm与实测数据较为吻合。首先采用该计算式求... 基坑围护结构水平移动是其周围地表沉降的主要诱因之一。基于不同围护结构水平变形模式,根据线弹性理论相关研究给出了对应的地表沉降计算式。通过该计算式预测的黏土层中地表沉降最大值位置xm与实测数据较为吻合。首先采用该计算式求出地表沉降最大值位置;其次,联合地层损失法,基于假设地表沉降曲线,计算沉降影响范围x0,推导地表沉降曲线包络面积Av;最后,根据地表沉降面积Av与围护结构侧移面积Ah之间的相关性,计算地表沉降最大值δmax,从而实现墙后任意地表位置沉降的计算。通过工程实例,验证了该方法的工程适用性。研究成果为基坑开挖地表沉降预测提供了一套半理论半经验方法。 展开更多

关键词 地表沉降预测 深基坑 黏土层 挡墙水平位移 解析解 地层损失法

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基于DE-SVR的土压平衡盾构隧道施工阶段地表沉降预测研究 被引量：12

8

作者 白祥瑞 戎晓力 +1 位作者 文祝 张宁 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2021年第S02期336-345,共10页

为获取更加有效的地表沉降影响因素数据进行地表沉降的机器学习算法预测,基于差分进化算法优化支持向量回归机(DESVR)的机器学习方法,结合盾构法隧道施工阶段地表沉降的影响范围,以及该范围内地表沉降影响因素的多元时序数据特征,建立... 为获取更加有效的地表沉降影响因素数据进行地表沉降的机器学习算法预测,基于差分进化算法优化支持向量回归机(DESVR)的机器学习方法,结合盾构法隧道施工阶段地表沉降的影响范围,以及该范围内地表沉降影响因素的多元时序数据特征,建立盾构法隧道施工阶段的地表沉降预测方法。以常州轨道交通1号线工程为例,结果表明,与传统的机器学习预测研究方法进行对比,该地表沉降预测方法具有更高的预测精度及更稳定的预测效果。 展开更多

关键词 盾构法施工 地表沉降预测 影响范围 协方差矩阵 支持向量回归机

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灰色理论在水平冻结施工隧道盾构到达洞门时地表沉降预测中的应用 被引量：3

9

作者 谢玖琪 杨平 +1 位作者 郑杰明 张中 《铁道建筑》 北大核心 2013年第3期85-88,共4页

盾构隧道施工中,提前预知盾构影响范围内的地表沉降对指导信息化安全施工具有重要意义。根据实测沉降数据,应用灰色系统原理和方法,通过改进常规GM(1,1)模型建立灰色新陈代谢GM(1,1)盾构始发水平冻结洞门的地表沉降预测模型。分析结果表... 盾构隧道施工中,提前预知盾构影响范围内的地表沉降对指导信息化安全施工具有重要意义。根据实测沉降数据,应用灰色系统原理和方法,通过改进常规GM(1,1)模型建立灰色新陈代谢GM(1,1)盾构始发水平冻结洞门的地表沉降预测模型。分析结果表明:相比常规GM(1,1)模型,新陈代谢GM(1,1)模型能够明显提高预测精度,相对误差最大只有9.65%;对于盾构前进和冻胀—融沉造成地表变形,新陈代谢模型均能准确预测;在盾构由一个阶段向另一个阶段过渡或者施工环境发生突变时,结合新陈代谢模型预测结果和具体的施工环境,不断修正预测模型,预测结果更科学有效,预测值也更接近实际地表变形。 展开更多

关键词 灰色理论 地表沉降预测 盾构 水平冻结 洞门

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机器学习预测盾构掘进地表沉降的研究进展及展望 被引量：1

10

作者 杨明辉 宋牧原 +3 位作者 姚高占 陈伟 左国恋 蔡智远 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2024年第11期2119-2132,共14页

针对采用机器学习方法预测盾构掘进地表沉降的研究,围绕预测模型的输入参数、预测目标、算法选取和超参数智能优化4个方面的研究进展开展系统综述,总结出当前研究中亟需解决的关键问题,并展望该领域的未来发展方向。研究表明:1)结合隧... 针对采用机器学习方法预测盾构掘进地表沉降的研究,围绕预测模型的输入参数、预测目标、算法选取和超参数智能优化4个方面的研究进展开展系统综述,总结出当前研究中亟需解决的关键问题,并展望该领域的未来发展方向。研究表明:1)结合隧道几何参数、地层参数和盾构操作参数等信息进行沉降预测是当前主流的研究方向;2)沉降预测前需根据预测目标选取合适的模型和输入参数;3)通过超参数智能算法优化模型参数以提升预测精度。然而,现阶段的研究仍面临着诸多挑战:1)预测模型普遍缺乏特征自主识别能力且易发生过拟合;2)对海量数据的挖掘与分析尚不深入;3)尚未构建基于多源异构数据集的强鲁棒性模型;4)对地表沉降发展过程的预测研究相对匮乏。最后,展望盾构隧道智能掘进领域中需重点攻克的难题。 展开更多

关键词 盾构掘进 地表沉降预测 机器学习 超参数优化

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人工神经网络在预测深基坑周边地表沉降变形中的应用研究 被引量：20

11

作者 葛长峰 胡庆兴 李方明 《防灾减灾工程学报》 CSCD 2008年第4期519-523,共5页

深基坑开挖引起的周边地表变形预测是一个复杂非线性问题,引起地表沉降的影响因素很多,各因素之间呈高度的非线性关系。传统的基坑用边地表沉降变形预测方法存在着一定的局限性,其预测精度有待提高,而人工神经网络是一种多元非线性动力... 深基坑开挖引起的周边地表变形预测是一个复杂非线性问题,引起地表沉降的影响因素很多,各因素之间呈高度的非线性关系。传统的基坑用边地表沉降变形预测方法存在着一定的局限性,其预测精度有待提高,而人工神经网络是一种多元非线性动力学系统,可以灵活方便地对多成因的复杂未知系统进行高度建模,实现全面考虑各种主要影响因素的深基坑周边地表沉降变形预测。本文介绍了误差反向传播(BP)网络模型的结构、学习过程及其算法的改进,径向基函数(RBF)网络模型的结构及其学习过程;分析了影响深基坑开挖周边土体沉降变形的主要影响因素;以25个基坑工程的地表沉降实测资料为训练样本,建立了11个输入影响因素的BP神经网络模型和RBF神经网络模型,通过对样本的学习训练过程及对5个检验样本的预测精度,说明了人工神经网络用于预测基坑周边地表沉降的可行性和准确性。 展开更多

关键词 深基坑工程 地表沉降预测 人工神经网络 误差反向传播(BP)神经网络 径向基函数(RBF)神经网络

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基于Logistic-ARMA组合模型对基坑开挖过程地表沉降的预测研究 被引量：8

12

作者 徐青 郭伟 何松 《安全与环境工程》 CAS 2017年第3期160-163,共4页

基坑开挖对周边环境影响较大,对周边地表沉降进行预测预报是安全施工的重要手段。从沉降一般性规律出发,针对Logistic生长模型和ARMA模型对基坑开挖阶段地表沉降的预测精度低,进而提出Logistic-ARMA组合模型,并应用于工程实例。结果表明... 基坑开挖对周边环境影响较大,对周边地表沉降进行预测预报是安全施工的重要手段。从沉降一般性规律出发,针对Logistic生长模型和ARMA模型对基坑开挖阶段地表沉降的预测精度低,进而提出Logistic-ARMA组合模型,并应用于工程实例。结果表明:Logistic-ARMA组合模型能降低基坑开挖过程对地表沉降预测精度的不利影响,相对单一模型具有更高的预测精度,且预测结果更为合理、可靠。 展开更多

关键词 基坑开挖 地表沉降预测 Logistic-ARMA组合模型

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砂卵石地层大直径盾构工程地表沉降深度学习预测 被引量：4

13

作者 叶万军 成炜康 +2 位作者 陈笑楠 周子豪 吴云涛 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第8期124-129,共6页

为进一步提高复杂环境下大直径盾构工程沉降预测的准确性,以成都地铁17号线为研究对象,基于深度学习方法及z-score标准化处理后的盾构掘进参数数据,采用网格搜索法找出超参数最佳组合,构建地表沉降预测模型,并通过与其他预测模型进行比... 为进一步提高复杂环境下大直径盾构工程沉降预测的准确性,以成都地铁17号线为研究对象,基于深度学习方法及z-score标准化处理后的盾构掘进参数数据,采用网格搜索法找出超参数最佳组合,构建地表沉降预测模型,并通过与其他预测模型进行比较,验证所构建模型的可行性及有效性。研究结果表明:预测模型的预测结果与实测结果拟合较好,预测精度能够满足实际工程需求;当地表沉降小于20 mm时,模型预测精度最高,为93.68%。研究结果对盾构工程的安全施工具有重要的现实意义。 展开更多

关键词 砂卵石地层 大直径盾构 地表沉降预测 深度学习

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大断面浅埋隧道地表沉降Peck修正公式及其应用 被引量：5

14

作者 马昭 张明礼 +1 位作者 段旭晗 赵博 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2024年第3期118-125,共8页

针对经典Peck公式未考虑隧道断面形状、埋深对大断面浅埋隧道地表沉降影响的不足,考虑断面形状与隧道埋深修正系数改进Peck公式。利用白塔山隧道地表沉降实测数据对修正公式进行验证,两个监测断面预测值与实测值平均相对误差8.3%,最大... 针对经典Peck公式未考虑隧道断面形状、埋深对大断面浅埋隧道地表沉降影响的不足,考虑断面形状与隧道埋深修正系数改进Peck公式。利用白塔山隧道地表沉降实测数据对修正公式进行验证,两个监测断面预测值与实测值平均相对误差8.3%,最大相对误差18.4%。进而采用修正Peck公式对不同断面形状、不同埋深隧道开挖引起的地表沉降进行预测。结果表明:地表最大沉降与断面形状修正系数成正相关,地表最大沉降依次为矩形-1(Ⅰ)>马蹄形-1(Ⅱ)>圆形(Ⅴ)>矩形-2(Ⅲ)>马蹄形-2(Ⅳ);随着大断面浅埋隧道埋深增加,地表最大沉降减小而地表沉降槽宽度相应增大。地表沉降曲线形态由窄而深过渡到宽而浅,地表核心沉降区面积也逐渐减小。研究成果可为类似工程提供理论支持和技术参考。 展开更多

关键词 大断面浅埋隧道 地表沉降预测 Peck修正公式 断面形状

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南昌上软下硬地层中盾构施工地表沉降的BP神经网络预测方法 被引量：28

15

作者 周纯择 阳军生 +1 位作者 牟友滔 王树英 《防灾减灾工程学报》 CSCD 北大核心 2015年第4期556-562,共7页

盾构施工引起的地表沉降的影响因素众多,给地表沉降的计算带来较大困难,而BP神经网络能较好地建立各个影响因素与地表沉降的非线性关系。为了能得到较准确的地表沉降值,采用Miscrosoft Visual C#和Matlab编制了BP神经网络预测软件。结... 盾构施工引起的地表沉降的影响因素众多,给地表沉降的计算带来较大困难,而BP神经网络能较好地建立各个影响因素与地表沉降的非线性关系。为了能得到较准确的地表沉降值,采用Miscrosoft Visual C#和Matlab编制了BP神经网络预测软件。结合盾构施工过程中影响地表沉降的地层几何条件、地层参数以及施工参数,建立了BP神经网络模型,对盾构施工引起的地表沉降进行预测。将该预测模型应用于南昌地铁工程的上软下硬地层中,同时考虑了该地层掌子面泥质粉砂岩所占的比例,并对预测值与实测值的误差进行了对比分析。最终得到的预测结果与实际沉降值较一致,表明该BP神经网络模型可用于类似的工程实践。 展开更多

关键词 上软下硬地层 盾构 地表沉降预测 BP神经网络

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小波GRU-ARMA优化的InSAR监测沉降预测方法

16

作者 马志刚 杨国林 +3 位作者 刘涛 魏小强 石守军 陈皓轩 《测绘通报》 CSCD 北大核心 2024年第12期33-39,共7页

本文在长短时记忆神经网络-自回归滑动平均模型(LSTM-ARMA)的基础上,提出了基于小波门控循环神经网络-自回归滑动平均模型(GRU-ARMA)优化算法。首先使用小波降噪将InSAR原始时间序列分解成趋势项和噪声项,采用GRU循环神经网络滚动预测... 本文在长短时记忆神经网络-自回归滑动平均模型(LSTM-ARMA)的基础上,提出了基于小波门控循环神经网络-自回归滑动平均模型(GRU-ARMA)优化算法。首先使用小波降噪将InSAR原始时间序列分解成趋势项和噪声项,采用GRU循环神经网络滚动预测趋势项、ARMA模型预测噪声项;然后将趋势项和噪声项的预测值之和作为总的时间序列预测值,其优点为提高了各监测点的预测精度;最后选取阿干矿区2020—2023年最严重沉降区域的多个点(CP0001、CP0007和CP0009)为例进行了研究。试验结果表明,基于小波优化组合模型的预测精度高于传统单一模型GRU/LSTM的预测精度;相较于LSTM-ARMA模型,小波GRU-ARMA优化模型的预测效果更稳定,是一种地表沉降预测的有效思路和方法。 展开更多

关键词 SBAS-InSAR 小波GRU-ARMA优化模型 地表沉降预测 逐点预测 面域预测

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改进GM(1,1)模型对地铁开挖沉降的预测 被引量：8

17

作者 戴文亭 王振 +1 位作者 王宇放 王琦 《沈阳工业大学学报》 EI CAS 北大核心 2019年第5期571-577,共7页

为了提高GM(1,1)模型在地铁施工过程中地表沉降量预测的精度,预防较大沉降或其他危险出现,提出了改进GM(1,1)模型预测方法.通过对比不同原始序列个数建立起来的预测值并确定最佳原始序列个数后,对GM(1,1)模型进行优化,并对构造背景值进... 为了提高GM(1,1)模型在地铁施工过程中地表沉降量预测的精度,预防较大沉降或其他危险出现,提出了改进GM(1,1)模型预测方法.通过对比不同原始序列个数建立起来的预测值并确定最佳原始序列个数后,对GM(1,1)模型进行优化,并对构造背景值进行优化.通过缓冲算子对原始序列进行优化,之后再构造背景值进行优化.结果表明,背景值对模型的预测影响较小,缓冲算子在原始序列变化较大、变化不平顺时优化较好. 展开更多

关键词 地铁 暗挖法 地表沉降预测 灰色理论 GM(1 1)模型 缓冲算子 背景值 优化

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杭州地区某盾构区间施工地表变形预测参数的分析与确定 被引量：8

18

作者 赵军 《隧道建设》 北大核心 2015年第10期1003-1009,共7页

以杭州地铁某盾构区间隧道施工为背景,分别对盾构隧道上浮和盾构隧道水平2种工况建立计算模型,并计算盾构掘进施工引起的地表沉降,在每种模拟工况计算中取不同的地层损失率对地表沉降进行计算。将不同工况、不同地层损失率的计算结果与... 以杭州地铁某盾构区间隧道施工为背景,分别对盾构隧道上浮和盾构隧道水平2种工况建立计算模型,并计算盾构掘进施工引起的地表沉降,在每种模拟工况计算中取不同的地层损失率对地表沉降进行计算。将不同工况、不同地层损失率的计算结果与实测数据进行对比分析,并利用Peck公式计算结果进一步确认,以确定不同工况下的地层损失率:盾构隧道上浮工况下地层损失率约为1.9%;盾构隧道水平工况下地层损失率约为1%。以期为杭州和其他地区盾构施工引起的地表沉降预测提供参考。 展开更多

关键词 盾构隧道 盾构隧道上浮 地表沉降预测 地层损失率

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沿江地铁盾构隧道掘进施工的地层扰动效应研究 被引量：5

19

作者 宁茂权 肖明清 +2 位作者 晋学辉 赵丽雅 关振长 《铁道标准设计》 北大核心 2023年第4期122-129,共8页

盾构隧道掘进施工的地层扰动效应及其周边环境影响,一直是学界和业界关注的热点问题。依托福州地铁5号线农洪区间隧道工程,考虑刀盘顶推力、刀盘摩阻力、盾壳摩擦力和同步注浆压力,对其掘进施工过程展开精细化数值模拟,分析沿江不对称... 盾构隧道掘进施工的地层扰动效应及其周边环境影响,一直是学界和业界关注的热点问题。依托福州地铁5号线农洪区间隧道工程,考虑刀盘顶推力、刀盘摩阻力、盾壳摩擦力和同步注浆压力,对其掘进施工过程展开精细化数值模拟,分析沿江不对称地形条件下盾构隧道掘进施工的地层扰动效应。研究结果表明:地表沉降沿进深方向整体呈S形,沿横断面方向呈沿江侧大于背江侧的不对称分布(偏度系数为-0.257);掌子面后方地表沉降基本稳定时,隧道轴线处的最大地表沉降为11.7 mm;受同步注浆影响,隧道两侧土体均发生远离轴线方向的水平位移,且沿江侧略大于背江侧,其最大水平位移为14.6 mm。实测地表沉降数据与数值模拟结果较为吻合,同时引入沉降槽宽度修正系数α,提出沿江不对称地形条件下的修正Peck公式,可为类似条件下的盾构隧道施工提供借鉴。 展开更多

关键词 地铁 盾构隧道 不对称地形 地层扰动效应 精细化数值模拟 地表沉降预测

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青岛地铁穿越富水弱胶结地层支护方案优化研究 被引量：5

20

作者 张为社 王渭明 +1 位作者 贺广良 吕显州 《铁道标准设计》 北大核心 2016年第10期81-87,共7页

为解决青岛地铁穿越富水弱胶结地层隧道安全快速施工难题,针对隧道上部天然隔水层保护前提下的支护方案优化,考虑支护结构对围岩稳定性控制的影响,通过数值模拟分析了不同支护方案下隧道开挖后围岩变形规律与塑性区扩展特征;基于隧道上... 为解决青岛地铁穿越富水弱胶结地层隧道安全快速施工难题,针对隧道上部天然隔水层保护前提下的支护方案优化,考虑支护结构对围岩稳定性控制的影响,通过数值模拟分析了不同支护方案下隧道开挖后围岩变形规律与塑性区扩展特征;基于隧道上覆岩层塑性区范围、隧道沉降和收敛值等控制指标优化了支护方案,并结合Peck公式采用非线性拟合方法建立了地表变形预测公式。结果表明:以超前小导管结合超前锚杆的联合支护体系能够有效控制隧道开挖围岩变形,并对上覆隔水层起到一定保护作用,优化后支护方案安全、合理、高效,为类似条件下的地铁隧道变形控制及快速施工提供了理论依据和技术指导。 展开更多

关键词 地铁 富水 弱胶结地层 方案优化 地表沉降预测

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