基于尖点突变理论和MF-DFA法的隧道大变形监测
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  • 英文篇名:Large deformation monitoring of tunnels based on cusp catastrophe theory and multifractal detrended fluctuation analysis
  • 作者:常瑶
  • 英文作者:CHANG Yao;Shaanxi Railway Institute;
  • 关键词:软岩隧道 ; 大变形预测 ; MF-DFA ; 尖点突变理论 ; 高地应力 ; 松潘隧道
  • 英文关键词:soft rock tunnel;;prediction on large deformation;;MF-DFA;;cusp catastrophe theory;;high ground stress;;Songpan tunnel
  • 中文刊名:RIVE
  • 英文刊名:Yangtze River
  • 机构:陕西铁路工程职业技术学院;
  • 出版日期:2019-01-25
  • 出版单位:人民长江
  • 年:2019
  • 期:v.50;No.650
  • 语种:中文;
  • 页:RIVE201901022
  • 页数:6
  • CN:01
  • ISSN:42-1202/TV
  • 分类号:122-127
摘要
高地应力软岩隧道发生大变形具有必然性,严重影响施工安全,对其稳定性进行评价并判断变形趋势可为工程施工提供一定的参考,具有很强的现实意义。以成兰铁路松潘隧道为例,利用尖点突变理论和多重分形去趋势波动分析法(MF-DFA)构建了高地应力软岩隧道大变形的稳定性及变形趋势判断模型,并进行变形预测。结果表明:尖点突变理论能有效评价隧道大变形的稳定性;松潘隧道目前处于稳定状态,但不同阶段的稳定性具有差异,且隧道稳定性不仅与累计变形量相关,也与变形曲线的增长过程相关;同时,MF-DFA分析得出隧道大变形具有多重分形特征,且具正向增长趋势,但趋势性较小。该方法为隧道大变形规律研究提供了一种新的思路,可为工程设计施工人员提供参考。
        The occurrence of large deformation in soft rock tunnel with high ground stress is inevitable,which seriously affects the construction safety. Evaluating its stability and judging the deformation trend can provide a certain reference for construction.Taking Songpan tunnel on the Chengdu-Lanzhou railway as an example,the stability and deformation trend judgement model for soft rock tunnel with high ground stress was constructed by using cusp catastrophe theory and Multifractal Detrended Fluctuation Analysis method( MF-DFA) to predict deformation. The results showed that the cusp catastrophe theory can effectively evaluate the stability of large deformation tunnel. Songpan tunnel is in a stable state at present,but the tunnel stability state varies in different stages,and its stability is not only related to the cumulative deformation,but also to the growth process of deformation curve. At the same time,MF-DFA analysis showed that the large deformation of tunnel has multifractal characteristics,and has a small positive growth trend. This method provides a new way for researching the large deformation law of tunnels and can be a reference for engineering design and construction personnel.
引文
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