一种盾构隧道多地层参数的CAE仿真反演方法和服务器技术

本申请涉及一种盾构隧道多地层参数的CAE仿真反演方法和服务器。CAE仿真反演方法包括将一组力学反演参数细分为土层相关实验参数，分级扩展为土层相关子实验参数，并形成组；获得实际测点位置的地表沉降实测值；将各个土层相关子实验参数组分别输入到有限元CAE仿真二维模型中，得到与各个土层相关子实验参数组的地表沉降仿真值；计算各个土层相关子实验参数组的相对误差的平均值，并选取基准组合；得到土层相关实验参数的重要性排序；利用模式搜索算法依次对各个土层相关实验参数的最优值进行搜索，得到最优土层相关实验参数的组合。整体的CAE仿真反演方法具有流程清晰明确和不依赖于应用人员经验的优点，提高力学参数组合的寻优效率。寻优效率。寻优效率。

【技术实现步骤摘要】
一种盾构隧道多地层参数的CAE仿真反演方法和服务器


[0001]本申请涉及一种盾构隧道地层力学参数位移反分析
，更具体地说，涉及一种盾构隧道多地层参数的CAE仿真反演方法和服务器。

技术介绍

[0002]地铁盾构隧道项目建设过程，线路地质条件复杂多变，工程本体及周边既有建筑结构施工风险大。随着计算机科学的发展，越来越多的工程人员采用CAE仿真方法提前对盾构隧道开挖过程地层响应情况进行仿真分析，及时对风险点位采取有效措施，确保盾构隧道的安全施工。而对盾构隧道开挖过程进行有限元CAE仿真，其中最重要的一个环节就是获取有效且可靠的隧道地层力学参数，“参数给不准”是行业人员面临的共同难题，常规的地质勘测以及经验数据只能提供初步参考，如何获取更加贴近现场实际的隧道地层力学参数成为行业的一个热点问题。目前通过现场地表沉降位移监测和有限元CAE仿真相结合的位移反分析技术是解决地层参数瓶颈问题广泛采用的一种有效手段，具有较大的工程实用价值。现有的有限元CAE仿真模型结合人工神经网络优化算法的方法，利用神经网络训练反演代替重复的有限元计算，但是也存在以下不本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种盾构隧道多地层参数的CAE仿真反演方法，其特征在于，所述CAE仿真反演方法包括：选取一组力学反演参数；按照地层深度分布情况，将盾构隧道施工影响范围划分为n个土层，并基于土层的划分数量，将所述一组力学反演参数细分为土层相关实验参数，并将各个所述土层相关实验参数根据分级扩展为N级别的土层相关子实验参数，将各个级别的土层相关子实验参数形成组；确定地层参数反演断面，在所述反演断面处布设地表沉降监测断面，确定所述地表沉降监测断面上的实际测点位置，获得实际测点位置的地表沉降实测值S
X
；根据所述地表沉降监测断面上的实际测点位置在有限元CAE仿真二维模型中确定相应的节点位置，将各个土层相关子实验参数组分别输入到有限元CAE仿真二维模型中，得到与各个土层相关子实验参数组相对应的各个节点位置的地表沉降仿真值S
Y0
；计算各个土层相关子实验参数组对应的各个节点位置的S
Y0
与S
X
之间的相对误差的平均值f(S)
la
，并选取最小f(S)
la
值的土层相关子实验参数组作为基准组合；基于各个所述土层相关子实验参数组的f(S)
la
值，得到土层相关实验参数的重要性排序；以基准组合中的各个土层相关实验参数的对应值为起点，在各个土层相关实验参数的取值范围内，按照土层相关实验参数的重要性，利用模式搜索算法依次对各个土层相关实验参数的最优值进行搜索，得到最优土层相关实验参数的组合。2.根据权利要求1所述的CAE仿真反演方法，其特征在于，所述CAE仿真反演方法还包括建立有限元CAE仿真二维模型，所述建立有限元CAE仿真二维模型的具体过程包括：确定盾构隧道参数；根据隧道开挖的影响范围，确定CAE仿真二维模型的尺寸范围；基于所述盾构隧道参数和所述CAE仿真二维模型的尺寸范围通过有限元CAE软件建立二维盾构隧道CAE仿真模型；对二维盾构隧道CAE仿真模型进行网格划分；确定二维盾构隧道CAE仿真模型的计算过程；对二维盾构隧道CAE仿真模型施加位移边界条件得到有限元CAE仿真二维模型。3.根据权利要求1所述的CAE仿真反演方法，其特征在于，力学反演参数具体包括：相应土层的弹性模量E、泊松比v、粘聚力c、内摩擦角φ和单一土层内的注浆层弹性模量E
g
。4.根据权利要求1所述的CAE仿真反演方法，其特征在于，在所述反演断面处布设地表沉降监测断面，确定所述地表沉降监测断面上的实际测点位置具体包括：确定盾构隧道的轴线，基于所述反演断面，确定垂直于所述盾构隧道轴线的地表沉降监测断面；基于所述地表监测断面对于周围土体和周边环境的影响，确定监测间距；基于所述监测间距在盾构隧道上方、盾构隧道轴线两侧布置实际测点位置。5.根据权利要求1所述的CAE仿真反演方法，其特征在于，将各个所述土层相关实验参数根据分级扩展为N级别的土层相关子实验参数具体包括：根据各个力学反演参数的取值范围，确定分级水平数N，将各个所述土层相关实验参数
进行分级，得到各个级别的土层相关子实验参数。6.根据权利要求1所述的CAE仿真反演方法，其特征在于，依据公式（1）计算各个土层相关子实验参数组对应的各个节点位置的S
Y0
与S
X
之间的相对误差的平均值f(S)
la
：f(S)
la= 公式（1）；X为各个节点，K为节点数量。7.根据权利要求1所述的CAE仿真反演方法，其特征在于，基于各个所述土层相关子实验参数组的f(S)
la
值，得到土层相关实验参数的重要性排序具体包括：计算与各个级别对应的土层相关实验参数的f(S)
la
值平均值，并计算不同级别的f(S)
la
平均值的最大值与最小值之差R，基于R对各个土层相关实验参数进行重要性排序。8.根据权利要求1所述的CAE仿真反演方法，其特征在于，利用模式搜索算法分别对各个土层相关实验参数的最优值进...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫鹏洋，王长欣，田淑明，吴连奎，刘韶鹏，赵洪斌，康天，
申请(专利权)人：北京云庐科技有限公司，
类型：发明
国别省市：