[发明专利]城轨保护MJS工法桩智能反分析快速反演方法及系统

说明书

本发明提供了一种城轨保护MJS工法桩智能反分析快速反演方法及系统，其首先利用有限差分分析软件建立以群智能优化算法α‑PSO为核心的反分析系统软件；然后根据地勘初始参数给定反分析系统软件的基本参数取值范围；接着通过反分析系统对监测数据的不断优化更新，并不断根据优化更新后的监测数据计算得到岩土体参数，对岩土体参数不断迭代得到岩土体反分析参数；最后根据岩土体反分析参数计算基坑与城轨变形位移。通过群智能优化算法α‑PSO寻优所得的反分析参数，其更能反应岩土体内的复杂地质情况，且能够参与有限差分计算模拟基坑下一步开挖，获取岩土体参数，并预测可能存在的风险，规避施工事故。

技术领域

本发明涉及铁路隧道施工技术领域，尤其是涉及一种城轨保护MJS工法桩智能反分析快速反演方法及系统。

背景技术

MJS是一种近距离地铁轨道交通施工保护隔离工法桩，其具有对周边环境的扰动小，加固土强度大，隔离效果好等特点，被广泛应用于近距离城轨施工保护。

MJS工法是在传统高压喷射注浆工艺的基础上，采用了独特的多孔管和前端造成装置，实现了孔内强制排浆和地内压力监测，并通过调整强制排浆量来控制地内压力，大幅度减少对环境的影响，而地内压力的降低也进一步保证了成桩直径。

为研究MJS加固后的基坑施工对轨道交通隧道的安全影响是否满足轨道交通安全变形控制标准，需研究MJS加固土体的强度，并结合基坑开挖过程中的变形位移预测施工风险，指导施工。

位移作为基坑开挖过程中真实岩土体性行为的一种显形特征，其具有较好的研究价值，但是试验获取的参数仅能识别MJS在某一层土中的加固效应，不具有指导设计及施工的意义。因此，如何获取能真实的反应MJS加固桩的强度特征的加固土体参数值，进而分析后续基坑施工风险预测是目前亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术不足，提出一种城轨保护MJS工法桩智能反分析快速反演方法及系统，以解决上述问题。

为达到上述技术目的，本发明提供一种城轨保护MJS工法桩智能反分析快速反演方法，包括以下步骤：

获取现场基坑开挖地质的地勘初始参数与基坑开挖的监测数据；

利用有限差分分析软件建立以群智能优化算法α-PSO为核心的反分析系统软件，所述反分析系统以FLAC3D分析软件为计算函数；

根据地勘初始参数给定反分析系统软件的基本参数取值范围；

通过反分析系统对监测数据的不断优化更新，并不断根据优化更新后的监测数据计算得到岩土体参数，对岩土体参数不断迭代得到岩土体反分析参数；

根据岩土体反分析参数计算基坑与城轨变形位移；

其中，所述群智能优化算法α-PSO的公式如下所示：

v_id(k+1)＝φ{v_id(k)+c₁r₁(p_id-x_id(k))+c₂r₂(p_gd-x_gd(k))}

式中：c₁和c₂为学习因子，r₁、r₂是均匀分布在(0，1)之间的随机数，φ收缩因子，t为当前迭代数，α为控制阀值，其取值范围为0-1，C＝c1+c2，且C4，x_id(k)为当代粒子位置，x_gd(k)为最优粒子位置，p_id为当代最优粒子，p_gd为全局最优粒子，v_id(k)为更新前的粒子速度，v_id(k+1)为更新后的粒子速度。