纳塔罗勃和卡斯特奈给出了围岩弹塑性应力图形。随着半解析元法以有限厚条法形式提出，林银飞郑颖人“将有限厚条法和弹塑性分析结合在起，提出了弹塑性有限厚条法，采用大单元内划分小网格方法判断塑性区范围，在弹性区及塑性区内采用统解析函数级数，以修正常刚度增量法为迭代方法，推导出了塑性系数矩阵及塑性刚度矩阵。并将其应用于地下工程三维弹塑性围岩稳定性分析中。址冷叉，。三三，毛爿暑力矗廖塑性区弹性区松动区承载区初始应力区图围岩弹塑性应力状态对于深埋隧道，因其埋深大，围岩大都表现出强烈流变特性，而软弱围岩，其本身就具有明显流变特性。因此，流变理论逐渐被引用到围岩稳定性分析研究中。朱素平等“提出了以对数函数描述岩石蠕变粘弹性模型进行围岩稳定性力学分析。日本学者西原在岩石各种结构面抗剪强度参数围岩变形破坏形式及其与岩石性质及结构关系围岩受地质构造影响程度等级划分不同断面形状下围岩应力表围岩稳定性分类标准网络输出值代表围岩级别围岩分类神经网络学习样本归化处理后围岩分类神经网络学习样本神经网络检验结果洞山隧道围岩分类结果各种围岩类别所占比例表隧道围岩分级览表独创性声明本人声明所呈交学位论文是本人在导师指导下进行研究亡作及取得研究成果。据我所知，除了文中特别加以标志和致谢地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过研究成果，也不包含为获得盒目垦王些盔堂或其他教育机构学位或证书而使用过材料。与我同工作同志对本研究所做任何贡献均已在论文中作了明确说明并表示谢意。学位论文作者签字引啕签字日期莎叼年肛月哆日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解盒壁工些厶堂有关保留使用学位论文规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文复印件和磁盘，允许论文被奄阅或借阅。本人授权金月工业左!可以将学位论文全部或部分论文内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印，缩印或扫描等复制手段保存汇编学位论文。保密学位论文在解密后适用本授权书学位论文作者签名朝司签字日期口叼年。月哆日学位论文作者毕业后去向工作单位通讯地址粥名眵瘸殆签字日期毋“年媚哆日电话邮编致谢本文是在导师王国强教授悉心指导下完成。王老师敬业精神渊博知识严谨治学态度以及丰富工程实践经验，都使我受益匪浅。同时，研究生生活三年来，我不仅从导师身上学到了专业知识也学到了很多为人处世道理，这将使我以后学习和工作更加顺利。在此论文完成之际，谨向老师致以崇高敬意和衷心感谢。衷心感谢刘东甲副教授吴道祥博士侯超群博士周盛全硕士在我攻读硕士学位期间学习和生活上帮助，感谢在论文撰写和答辩过程中给予教导和帮助。感谢在实习和收集资料过程中淮南洞山隧道监控量测组监理部现场指挥部大力支持和帮助。感谢在论文撰写过程中段军硕士马海春硕士无私帮助。我要把最诚挚谢意献给我父母，正是他们直在精神和生活上给予我最大最无私关心和支持，才使我能顺利完成此论文。最后向所有关心支持和帮助我老师同学和朋友表示衷心感谢!作者刘刚年月第章绪论前言随着铁路公路水电建设不断发展，近年来隧道建设规模和数量日益增多，长大隧道工程不断涌现。在国外，挪威己修建长达莱尔河谷隧道，瑞士也已修建长达隧道。在我国公路隧道修筑起步较晚，隧道修筑技术及单洞长度与发达国家相比，还有定差距。最近几年，在国家大量投资修建高等级公路同时，公路隧道修筑规模及数量有较大发展。已修建成华蓥由隧道二郎山隧道大溪蛉隧道尖山子隧道中梁山隧道等特长隧道，国内最长公路隧道陕西秦岭终南山公路隧道长。据不完全统计，我国已建成公路隧道余座。这些隧道对促进我国国民经济发展，改善交通运输环境等方面起着重要作用。隧道工程施工基本特点是“地质条件复杂多变，涉及影响因素众多，施工难度较大”。特别是在软弱破碎岩体中开挖隧道，其施工难度就更大，而且塌顶和塌方事故发生较多，造成支护困难，造价商，工期长。隧道设计施工过程中核心问题就是对围岩或支护稳定性进行分析，即地层在开挖隧道并加以支护过程中稳定程度，这是个反映隧道地质环境支护结构与施工方法综合指标，涉及到了技术经济时间多种因素。对隧道围岩稳定性进行分析评价前提是首先要通过各种手段确定围岩稳定性类别。隧道围岩分类是隧道工程中重要研究内容。合理围岩分类，对于客观反映岩体固有属性深入认识岩体力学特性和合理选取参数制订岩体工程设计和施工方案采取合理工程处理措施是十分重要。由于岩体复杂性，围岩分类中存在大量非确定因素，这大大限制了我们对围岩类别认识。因此，围岩分类长期以来都是隧道工程研究中薄弱环节。目前用于隧道围岩稳定性识别方法较多，其原理基本上是采用工程经验类比分析法或隧道掘进过程中所获得信息及掘进完成后进行围岩监测所获得信息来判别其稳定性。我们知道这两种信息获得人为因素较大。为尽可能消除判别过程中人为因素影响，近年来人们尝试建立等人工神经网络系统进行围岩分类，但都需要编程并且计算误差较大，本人在这个研究热点上应用神经网络工具箱建立改进人工神经网络系统对围岩进行分类，收到较好效果。是款强大工程计算和仿真软件，有丰富函数库可以节省大量编程时间，神经网络工具箱目前应用比较成熟，在工程中有较大发展空间。围岩稳定性分析研究现状围岩稳定性分析方法及分类力学分析方法从世纪人类对松散地层主要是土层围岩稳定和围岩压力理论进行研究开始到现在，围岩压力理论主要经历了古典压力理论散体压力理论及现在广泛应用弹性力学理论塑性力学理论。实际工程中，隧道开挖后由于卸荷作用使围岩应力进行重分布，并出现应力集中。如果围岩应力处处小于岩体弹性极限强度，这时围岩处于弹性状态。反之，围岩将部分进入塑性状态，但局部区域进入塑性状态并不意味着围岩将发生塌落或失稳。因而研究围岩稳定就不能不考虑塑性问题，芬纳塔罗勃和卡斯特奈给出了围岩弹塑性应力图形。随着半解析元法以有限厚条法形式提出，林银飞郑颖人“将有限厚条法和弹塑性分析结合在起，提出了弹塑性有限厚条法，采用大单元内划分小网格方法判断塑性区范围，在弹性区及塑性区内采用统解析函数级数，以修正常刚度增量法为迭代方法，推导出了塑性系数矩阵及塑性刚度矩阵。并将其应用于地下工程三维弹塑性围岩稳定性分析中。址冷叉，。三三，毛爿暑力矗廖塑性区弹性区松动区承载区初始应力区图围岩弹塑性应力状态对于深埋隧道，因其埋深大，围岩大都表现出强烈流变特性，而软弱围岩，其本身就具有明显流变特性。因此，流变理论逐渐被引用到围岩稳定性分析研究中。朱素平等“提出了以对数函数描述岩石蠕变粘弹性模型进行围岩稳定性力学分析。日本学者西原在岩石岩泥灰岩，砂质页岩砂岩，构造单，为走向近东西倒转单斜构造，未见活动断层穿过隧道，断层节理裂隙较发育。区内不良地质岩溶坍塌防空洞和断层对施工影响较大。区内地下水主要为碳酸盐岩裂隙溶洞水，富水性般，般单井涌水量不等，但在构造有利部位和岩溶发育地段单井涌水量可达。由于碳酸盐岩裂隙溶洞水分布极不均匀和无规律性，隧道掘进过程中在断裂构造和岩溶发育地段可采用超前小口径探孔进行探查。地下水主要为大气降水补给，雨季时水量稍大，地下水对混凝土无腐蚀性。隧道洞口自然边坡基本稳定，开挖后进出口处边坡选择合适坡率时总体上稳定，但要预防因雨水及外力等不利因素作用下易产生掉块落石及表层滑塌等小型地质灾害。隧道区稳定性较好。根据中国地震动参数区划分图，勘察区地震动峰值加速度为，建议根据公路工程抗震设计规范中规定进行设防。本次隧道围岩类别划分主要考虑岩石物理力学性质和隧道安全稳定性，未按岩层时代岩性进行划分，而将自云岩白云质灰岩和灰质白云岩统归结为石灰岩，便于施工质量控制和安全。零萋塞峰葵鬻苌嚣糍量蜒镤候摆臻键馔繇“叫篓锰镯镫镊镫锰酬等糌旧懈窟窿镫浆爨浆爨艴受窿镊蓥嚣螺划萋秘。饵刺和踏趟州议韶和繇蒜撼如障。奸暖篁疆和匿匿坦蕊掣趟靛删冷嘲豫最鲻卜和摹螽晒轻耀釜刊螈鹾舞韫楚型睦毫鬓嚣疑肇裂趟番状赶辫踏皿攀蓁僻掣蘸和晒鲁嚣葛酬嚣鹾”枉占砬螺裂蠹剿并冀鞍建蒌酷藿鞋逢耋博理球馨和镗毕圣皿岳，礤妞叫篓荽划耄耻掣链舒撼妇州器鹾撼蚺袒毯。群剐搿裂璺毒群招剥蜊博副识螂邪刻靼。逝琊蜊心扯蠢域旃螽和嚣韶辞和摧采稍划，匣和足狎藿薹和疆型罄糍嶂毯赋蠢囊聪掣皋睾毯篁删区懈区艘蛙嚣瞎话器鲻采型骜和最饵最螽毒萋最晤犁晕掣趟和翻稍耀却疑螺吕萋螽量摹羚蒯蓁酷烈卧酬孽型畦联辎葵辎餐尉辑辎群辎群蝼臀枷罾悼目嚣置罾枉臀副普剐蟮璺裂卜艘口暑“簧Ⅵ也耋董，。吨宅雩番韶磊乏皇皂己己匝鼎丑。业鬟量邑蟊冷葛确姬磊簧器譬昌零皿，瓣占薹娶雪喜羁堇主壹受受糍重嚣基暮塞牟求量堇詈兰群越联惫稍陋测毽甲僻第六章结论与展望结论影响隧道围岩稳定性众多因素与圈岩稳定性类别关系为种高度非线性关系而且很难导出类别与个因素显示表达式，运用神经网络工具箱函数，采用人工神经网络借助于“黑箱”方法，通过学习和记忆建立个因素与类别之间关系，在求解问题时只要将数据输入训练好神经网络，他便能通过学习建立关系进行围岩稳定性分类。经过实例介绍网络模型准确可靠。展望运用神经网络对公路隧道围岩稳定性分级时，必须从各种复杂围岩稳定性影响因素中选取相对重要因素，而这些因素可以结合系统聚类法及模糊分类法来选取，并将选取这些因素作为网络神经元节点，为以后工作指出新方向，同时现场试验结果及试验材料选取也决定了围岩稳定性分类准确性。参考文献于学馥，郑颖人，刘怀恒等地下工程围岩稳定分析北京煤炭工业出社，林银飞，郑颖人弹塑性有限厚条法及工程应用工程力学王毅才隧道工程北京人民交通出版社，陈成宗，何发亮隧道工程地质与声波探测技术成都西南交通大学出版社，吴梦军，陈彰贵，锡宾，赵明阶公路隧道围岩稳定性研究现状与展望重庆交通学院学报，卜钱家欢，殷宗泽土工原理与计算第二版北京中国水利水电出版社，孙钧，朱合华软弱围岩隧洞施工性态力学模拟与分析岩土力学孙钧地下工程设计理论与实践上海上海科学技术出版社，朱建明，谢谟文，赵俊兰工程地质学北京中国建材工业出版社儿Ⅲ圈吲Ⅲ嘲吲妇幻朝胡各种结构面抗剪强度参数围岩变形破坏形式及其与岩石性质及结构关系围岩受地质构造影响程度等级划分不同断面形状下围岩应力表围岩稳定性分类标准网络输出值代表围岩级别围岩分类神经网络学习样本归化处理后围岩分类神经网络学习样本神经网络检验结果洞山隧道围岩分类结果各种围岩类别所占比例表隧道围岩分级览表独创性声明本人声明所呈交学位论文是本人在导师指导下进行研究亡作及取得研究成果。据我所知，除了文中特别加以标志基于神经网络隧道围岩稳定性分类研究与工程应用摘要本文首先对国内外围岩稳定性分类研究动向和进展做了简单介绍。由于隧道围岩是受各种性质结构面切割丽形成地质综合体，影响隧洞围岩稳定性因素众多，其关系很难用个精确数学关系式来描述，属于高度非线性映射问题。而人工神经网络，简称具有大规模信息并行处理能力非线性映射能力高度容错和鲁棒性自适应及推理泛化能力等优良特征。通过学习和记忆，建立输入和输出变量之间非线性关系。本文以人工神经网络方法为理论，应用神经网络工具箱建立了隧道围岩稳定性分类神