基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的巖土力學(xué)參數(shù)反分析及其在深基坑穩(wěn)定性研究中的應(yīng)用.pdf

1、近幾年，隨著國民經(jīng)濟(jì)與工程技術(shù)的迅速發(fā)展，在土木工程中出現(xiàn)了大量的深基坑工程。為了確保施工安全及建筑物的安全，我們必須研究深基坑在施工過程中的穩(wěn)定狀態(tài)，并做出相應(yīng)的預(yù)測和穩(wěn)定性評估。合理地評估與預(yù)測深基坑的穩(wěn)定狀態(tài)將對施工順序的確定、保證深基坑在施工階段的穩(wěn)定性，以及對整個工程的安全起到極為關(guān)鍵的作用。 深基坑的穩(wěn)定問題直接與支護(hù)結(jié)構(gòu)體系的形式以及基坑的工程地質(zhì)條件、水文地質(zhì)條件等多種因素有關(guān)。因此要準(zhǔn)確地計算與深基坑穩(wěn)定有關(guān)的

2、各種安全參數(shù)是相當(dāng)困難的。對于深基坑的穩(wěn)定性驗算可采用極限平衡法、安全系數(shù)法等方法。無論采用何種計算方法來驗算深基坑的穩(wěn)定性，都必須選取合理的計算參數(shù)。如何選擇巖土力學(xué)參數(shù)，也是一個復(fù)雜的問題。 巖土力學(xué)參數(shù)值的確定可以通過工程反分析確定。作者采用了基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方法進(jìn)行巖土力學(xué)參數(shù)反分析并應(yīng)用于深基坑穩(wěn)定性研究中。該方法具有一定的創(chuàng)新性。結(jié)合工程反分析理論的深基坑穩(wěn)定性研究將是未來深基坑技術(shù)研究的熱點之一。 在巖土

3、力學(xué)參數(shù)反分析時，作者采用了正交試驗設(shè)計來確定待反演參數(shù)，這樣既可以使試驗次數(shù)及計算量大大減少，方便了研究，又可以看出基坑特定觀測點的位移值隨這些參數(shù)的變化規(guī)律。 在進(jìn)行人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練過程中，作者采用了融合PSO算法與BP算法的優(yōu)化方法。這樣充分發(fā)揮了PSO算法極強的全局尋優(yōu)的能力和收斂速度以及BP算法善于局部細(xì)致搜索和發(fā)展成熟的特點，避免了BP算法易形成局部極小而得不到全局最優(yōu)和學(xué)習(xí)效率低、收斂速度慢的缺點；并克服了單純PS

4、O算法中當(dāng)隨機粒子速度增大時其局部搜索能力低，可能失去部分局部最優(yōu)解的缺點。 作者結(jié)合實際測量值與有限元正分析數(shù)據(jù)，將人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論與位移反分析方法相結(jié)合，運用融合PSO算法與BP算法優(yōu)點的優(yōu)化方法對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練，確定部分巖土力學(xué)參數(shù)，并將經(jīng)反分析得到的巖土力學(xué)參數(shù)運用于深基坑開挖過程的仿真分析及深基坑土釘墻支護(hù)的穩(wěn)定性驗算。該方法可以客觀地評估深基坑的當(dāng)前穩(wěn)定狀態(tài)，具有較強的實用性，通過實例證明，該方法是可行的。