青岛地铁穿越富水弱胶结地层支护方案优化研究

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。

基于支持向量机的气压辅助掘进条件下盾构隧道地表变形预测研究

与常规土压平衡盾构掘进相比,气压辅助掘进条件下的地表变形过程更为复杂。为提高预测模型的工程适应性,准确预测气压辅助条件下的地表变形量,保障该条件下盾构顺利掘进,引入支持向量机(SVM)理论,利用粒子群算法(PSO)对支持向量机的超参数组合进行优化;同时,优化模型输入参数,将隧道上覆黏土层厚度和气压值设为输入参数,并针对上覆非均质土层改进模型参数计算方法,建立适用于气压辅助掘进的PSO-SVM地表变形预测模型。为验证预测模型的准确性和实用性,以广州地铁18号线陇枕出入场线某一区间为例,使用优化了输入参数的模型进行预测,并在此基础上,综合采用PSO-SVM、SVM和PSO-BP 3种模型进行地表变形预测分析。结果表明:1)针对气压辅助掘进工法优化输入参数的PSO-SVM模型可以较好地满足工程需要;2)PSO-SVM模型的适应性显著高于PSO-BP和SVM模型,具有较好的工程适用性。

榆树沟煤矿软岩巷道支护方案优化研究

以榆树沟煤矿软岩巷道为研究对象,通过室内对比试验研究提出了一次支护采用可接长锚杆+刚性长螺纹锚杆的协调支护技术,二次支护采用以16#工字钢高强支架为骨架的混凝土充填封闭围岩高强支护体系。一次支护每米巷道减少钻孔工程量39.1m;二次支护巷道承载力提高2. 2倍,每米巷道节约成本670元。

基于改进果蝇算法优化SVM的矿区地表变形预测方法

矿区地表变形呈现出典型的非平稳、突发性和不确定性,而传统支持向量机(Support Vector Machine,SVM)预测模型的预测性能受核参数选取影响较大。针对该问题,本文提出一种改进果蝇算法(Improved fruit fly optimization algorithm,IFOA)优化SVM的矿区地表变形预测方法。首先采用自适应变步长迭代方式代替传统FOA算法的固定迭代步长,提升FOA的收敛速度和全局寻优能力;然后利用IFOA对SVM进行优化,实现最优核参数自动选择的同时提升预测精度;最后采用某矿区实测数据开展试验。结果表明:所提方法相对于传统灰色模型和BP神经网络模型具备更高的预测精度和稳定性,更适合实际工程应用场景。