西部寒区隧道冻结泥岩蠕变模型模糊随机辨识

• 作者: 姚亚锋 曹广勇 林键 季京晨
• 来源期刊: 铁道工程学报
• 学科: 工学
• 关键词: 冻结泥岩 西原体模型 模糊随机 粒子群算法 蠕变柔量
• 年，卷（期）: 2020,（11）
• 所属期刊栏目: 隧道工程
• 页码范围: 83-89
• 页数: 7页
• 分类号: TU452
• 语种: 中文

摘要

研究目的:冻结围岩蠕变方程和参数是西部寒区隧道施工安全的关键资料,但已有的研究成果表明蠕变参数主要依靠试验拟合和数理统计的方法获得,未曾兼顾实际岩土工程中冻结岩石的模糊随机性.本文针对西部寒区冻结泥岩分别在-5 ℃:、-10 ℃:、-15 ℃下进行单轴抗压试验和单轴蠕变试验,揭示冻结泥岩的模糊随机分布.为准确表征西部寒区冻结围岩的不确定性,对传统的粒子群智能算法进行模糊随机改进,利用改进后的算法科学有效地辨识冻结泥岩西原体蠕变模型及其参数.研究结论:(1)西部冻结泥岩在单轴受力状态下,随着温度的降低抗压强度总体呈上升趋势,受温度、含水率、地压等因素的综合影响,其力学特性表现出明显的模糊随机性;(2)相同含水率的西部冻结泥岩,其蠕变过程受冻结温度和应力等级的影响而变化,同时伴有模糊随机性,在较低和中等应力作用条件下,蠕变基本呈稳定性状态;当发生较高应力作用时,蠕变呈加速状态;(3)通过模糊惯性权重对传统的粒子群算法进行模糊随机改进,利用改进后的算法辨识蠕变柔量参数和西原体模型,优化后的模型能更好地表征西部寒区隧道工程中冻结泥岩的蠕变各阶段;(4)改进后的模糊随机粒子群算法比传统粒子群算法变异概率小,在高维复杂问题求解时更容易找到全局最优解,工程适用性更广.