为了探究重力锚基坑变形过程中的岩土参数敏感性,以重庆万州驸马长江大桥北岸重力锚基坑作为研究对象,首先基于正交试验法设计计算方案,采用有限差分软件FLAC3D对基坑开挖变形进行数值计算。然后对计算结果进行极差分析和方差分析。结果表明:极差分析和方差分析识别出的影响基坑开挖变形的主要岩土参数均为全风化层的弹性模量E1、泊松比μ1、黏聚力c1、内摩擦角φ1以及强风化层的弹性模量E2;结合基坑开挖试算结果综合确定的反演目标参数为全、强风化层的弹性模量E1和E2。研究结果为后续的位移反分析奠定了基础,以及为控制基坑开挖变形提供了施工指导建议,同时还为类似工程的敏感性分析问题提供了借鉴方法。
Abstract
In the aim of investigating the sensitivity of rock-soil parameters during the deformation of gravity anchor excavation, FLAC3D was employed to simulate the deformation based on orthogonal experiment design, and range analysis and variance analysis were conducted for the simulation results. The gravity anchor excavation of Fuma Yangtze River Brideg in Wanzhou District, Chongqing City, was selected as the research object. Results of range analysis and variance analysis both suggest that elastic modulus E1, poisson’s ratio μ1, cohesion c1, and internal friction angle φ1 of completely-weathered layer and elastic modulus E2 of strongly-weathered sandy mudstone were identified as the dominant geotechnical parameters that affect the deformation of excavation. Furthermore in association with trial calculation results, E1 and E2 were determined as the target parameters of inversion analysis. The research results laid a foundation for subsequent displacement back analysis, provided guiding suggestion for controlling the deformation of excavation, and offered a reference for sensitivity analysis of similar engineering as well.
关键词
深基坑工程 /
敏感性分析 /
岩土参数 /
正交试验法 /
统计分析
Key words
deep excavation project /
sensitivity analysis /
rock-soil parameters /
orthogonal experiment method /
statistical analysis
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参考文献
[1] SAKURAI S, TAKEUCHI K. Back Analysis of Measured Displacements of Tunnels[J]. Rock Mechanics and Rock Engineering, 1983, 16(3): 173-180.
[2] FENG X T, ZHANG Z, SHENG Q. Estimating Mechanical Rock Mass Parameters Relating to the Three Gorges Project Permanent Shiplock Using an Intelligent Displacement Back Analysis Method[J]. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 2000, 37(7): 1039-1054.
[3] DENG J H, LEE C F. Displacement Back Analysis for a Steep Slope at the Three Gorges Project Site[J]. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 2001, 38(2): 259-268.
[4] YANG Zhi-fa, WANG Zhi-yin, ZHANG Lu-qing, et al. Back-Analysis of Viscoelastic Displacements in a Soft Rock Road Tunnel[J]. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 2001, 38(3): 331-341.
[5] MAJDI A, BEIKI M. Evolving Neural Network Using a Genetic Algorithm for Predicting the Deformation Modulus of Rock Masses[J]. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 2010, 47(2):246-253.
[6] 朱泽奇, 盛 谦, 张勇慧, 等. 龙滩水电站左岸进水口边坡三维位移反分析[J]. 长江科学院院报, 2008, 25(2):33-37.
[7] 董志宏, 丁秀丽, 卢 波, 等. 大型地下洞室考虑开挖卸荷效应的位移反分析[J]. 岩土力学, 2008, 29(6): 1562-1568.
[8] 李守巨, 刘迎曦, 孙 伟. 智能计算与参数反演[M]. 北京: 科学出版社, 2008.
[9] 邓建辉, 李焯芬, 葛修润. BP网络和遗传算法在岩石边坡位移反分析中的应用[J]. 岩石力学与工程学报, 2001, 20(1):1-5.
[10]杨 蒙, 谭跃虎, 李二兵, 等. 基于敏感性分析的围岩力学参数反演方法研究[J]. 地下空间与工程学报, 2014, 10(5):1030-1038.
[11]黄书岭, 冯夏庭, 张传庆. 岩体力学参数的敏感性综合评价分析方法研究[J]. 岩石力学与工程学报, 2008, 27(增1):2624-2630.
[12]贾善坡, 陈卫忠, 李香玲. 基于非参数统计的泥岩水-力耦合参数敏感性分析[J]. 地下空间与工程学报, 2008, 4(5):830-834.
[13]SHAKOOR A, SMITHMYER A J. An Analysis of Storm-Induced Landslides in Colluvial Soils Overlying Mudrock Sequences, Southeastern Ohio, USA[J]. Engineering Geology, 2005, 78(3): 257-274.
[14]石豫川, 冯文凯, 刘汉超, 等. 特大多期复合型滑坡稳定性评价及因素敏感性分析[J]. 岩土力学, 2004, 25(6):975-980.
[15]文宝萍, 申 健, 谭建民. 水在千将坪滑坡中的作用机理[J]. 水文地质工程地质, 2008, 35(3):12-18.
[16]章 光, 朱维申. 参数敏感性分析与试验方案优化[J]. 岩土力学, 1993, 14(1):51-58.
[17]王 辉, 陈卫忠. 嘎隆拉隧道围岩力学参数对变形的敏感性分析[J]. 岩土工程学报, 2012, 34(8):1548-1553.
[18]倪 恒, 刘佑荣, 龙治国. 正交设计在滑坡敏感性分析中的应用[J].岩石力学与工程学报,2002, 21(7):989-992.
[19]葛 华, 刘汉超. 万州草街子双堰塘滑坡稳定性影响因素敏感性分析[J]. 中国地质灾害与防治学报, 2003, 14(2):15-18.
[20]徐 超, 叶观宝. 应用正交试验设计进行数值模型参数的敏感性分析[J]. 水文地质工程地质, 2004, 31(1):95-97.
[21]刘长春, 殷坤龙, 李远耀. 巴东县文家滑坡稳定性计算及其敏感性分析[J]. 水文地质工程地质, 2010, 37(1):113-117.
[22]蒋 树, 文宝萍. 基于不同方法的滑坡滑带力学参数敏感性分析[J]. 工程地质学报, 2015, 23(6):1153-1159.
[23]陈高峰, 程圣国, 卢应发, 等. 基于均匀设计的边坡稳定性敏感性分析[J]. 水利学报, 2007, 38(11):1397-1401.
[24]付建军, 邱山鸣, 赵海斌, 等. 基于灰色关联度的边坡稳定影响因素分析[J]. 长江科学院院报, 2011, 28(1):53-57.
[25]赵永虎, 刘 高, 毛 举, 等. 基于灰色关联度的黄土边坡稳定性因素敏感性分析[J]. 长江科学院院报, 2015, 32(7):94-98.
[26]夏元友, 熊海丰. 边坡稳定性影响因素敏感性人工神经网络分析[J]. 岩石力学与工程学报, 2004, 23(16):2703-2707.
[27]赵启林, 吉 林. 参数灵敏度分析的有限元-神经网络混合法[J]. 土木工程学报, 2004, 37(4):60-63.
[28]马良驹, 袁灿勤. 岩土工程勘察数据统计分析[M]. 南京: 南京大学出版社, 1991.
[29]方开泰, 马长兴. 正交与均匀试验设计[M]. 北京: 科学出版社, 2001.
[30]吴 翊,李永乐,胡庆军. 应用数理统计[M]. 长沙: 国防科技大学出版社, 1997.
[31]陈胜宏, 陈尚法, 杨启贵. 三峡工程船闸边坡的反馈分析[J]. 岩石力学与工程学报, 2001, 20(5):619-626.
[32]张维正, 郝 哲, 肖明儒. 深基坑开挖及支护工程理论与实践[M]. 北京:人民交通出版社, 2014.