遗传算法在洞群二次衬砌厚度优化中的应用

• 作者: 仇文革 冯冀蒙 刘浩 王志勇 章慧健
• 来源期刊: 岩石力学与工程学报
• 学科: 交通运输
• 关键词: 隧道工程 强度折减法 遗传算法 近接洞群 最小二乘法 安全系数
• 年，卷（期）: 2016,（8）
• 页码范围: 1595-1601
• 页数: 7页
• 分类号: U45
• 语种: 中文
• DOI: 10.13722/j.cnki.jrme.2015.1463

摘要

因地形地貌及工程间的相互影响,高密度地下洞室群的出现概率逐渐增大,洞群各洞室与洞群整体稳定性的关系、洞群的主导破坏模式、合理规划设计各洞室支护措施强度以实现等强度设计理念等课题研究的需求越加迫切.基于有限元强度折减理论,依托重庆某一大型高密度地下洞室群,对比现行安全系数主要判定准则在洞群应用中的可行性及合理性;基于最小二乘法,利用二次多项式对各洞室安全系数与二衬厚度的隐含关系进行显示拟合,并通过遗传算法对二衬厚度进行优化.洞室间夹层围岩等次要部位的局部破坏对洞室乃至洞群的整体稳定性影响较小.并行洞室的主导破坏模式与两者间距、埋深等因数有关,主要分为3种破坏模式:埋深较浅且洞间间距较大,洞室拱顶塑性围岩破坏区向背离洞群中心的斜上方发展并贯通至地表,洞群破坏;当埋深较深且洞间间距较小,各洞室拱顶塑性围岩破坏区向靠近洞群中心的斜上方交汇贯通,洞群破坏;当洞间间距及埋深均处于两种破坏模式之间时,上述两种破坏模式共同导致洞群破坏.洞群主导破坏模式多样,洞室关键点位移随强度折减系数的变化曲线不一定有明显的突变点,此时宜结合塑性区分布及其发展历程共同确定洞室安全系数.基于最小二乘法的二次多项式对隐含关系显示表达,利用遗传算法对洞群各二衬厚度进行优化,既可达到一定的拟合精度也能得到较理想的优化结果.