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题名基于组合模型的盾构管片沟槽断面尺寸优化研究
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作者
李怡函
肖明清
薛光桥
张超勇
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机构
华中科技大学机械科学与工程学院
中铁第四勘察设计院集团有限公司
水下隧道技术国家地方联合工程研究中心
湖北汽车工业学院电气与信息工程学院
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出处
《铁道科学与工程学报》
北大核心
2025年第2期807-816,共10页
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基金
国家自然科学基金资助项目(52178398)。
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文摘
针对目前采用经验类比法开展沟槽断面优化时,需要进行大量数值模拟及室内试验导致设计效率较低的问题,以南京和燕路长江隧道Ⅱ型沟槽断面为例,综合考虑沟槽断面的斜率、深度、宽度对密封垫防水性能的影响,结合数值模拟和代理模型技术,设计并实现了一种高效的沟槽断面优化方案。该方案采用最优拉丁超立方实验设计方法进行实验方案设计,利用有限元软件建立三维计算模型,对管片接缝密封垫的拼装压缩过程进行数值模拟,得到不同实验参数下的密封垫间有效泄漏率。提出基于克里金模型、响应面模型以及支持向量机回归模型的组合预测模型,使用组合模型对密封垫间有效泄漏率进行预测,并在此基础上以沟槽断面的斜率、深度、宽度为优化变量,以密封垫间有效泄漏率为目标变量,利用遗传算法求解得到最优的斜率、深度、宽度组合参数。研究结果表明:使用组合代理模型实现了断面形状到密封垫间有效泄漏率的快速准确计算,节约了数值模拟计算的时间,极大提高了优化效率;采用优化后的沟槽断面,管片接缝处的防水性能较优化前有明显提升,验证了提出方法的有效性;与单一预测模型相比,组合预测模型的预测结果更准确,误差更低,预测效果更好;提出的模型及方法可为密封垫断面和沟槽断面的优化设计提供参考和借鉴。
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关键词
盾构隧道
接缝防水
组合预测
有效泄漏率预测
沟槽优化
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Keywords
shield tunnel
joint waterproof
combination forecast
effective leakage rate forecast
groove optimization
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分类号
U455.43
[建筑科学—桥梁与隧道工程]
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