寒区隧道冻结特性及冻结深度预测

摘要：

为研究寒区隧道冻结特性并对冻结深度进行预测,采用数值模拟分析的方法,探讨兴安岭隧道温度场及冻结深度分布规律,并基于正交试验分析冻结深度各影响因素的敏感性及显著性.此外,提出一种基于XGBoost(extreme gradient boosting)和LightGBM(light gradient boosting machine)的混合预测模型对冻结深度进行预测.结果表明:1)距隧道洞口越远,围岩冻结深度越小;距隧道洞口越近,围岩冻结深度变化越大,在距洞口 300 m之后,围岩冻结深度趋于稳定.2)各个断面不同部位冻结深度的变化规律基本一致,除仰拱部位冻结深度明显较大以外,其余各部位均无明显差别.3)各影响因素对冻结深度的影响敏感性排序为初始地温>最冷月平均气温>围岩比热容>围岩导热系数>衬砌导热系数>衬砌比热容.4)与传统单一模型预测方法相比,提出的基于XGBoost和LightGBM的混合预测模型精度较高,具有较强的适用性.

关键词：寒区隧道、冻结深度、正交试验、XGBoost模型、LightGBM模型、混合模型

所属期刊栏目：43

分类号：U457+.2(隧道工程)

资助基金：交通运输部科学技术研究计划;四川公路桥梁建设集团有限公司技术开发委托项目

在线出版日期：2023-09-19（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：1369-1378