基于Elman神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的深基坑工程智能監(jiān)測應(yīng)用研究.pdf

1、隨著城市超高層建筑的不斷涌現(xiàn)，由于使用及抗震設(shè)防的要求，相應(yīng)的深基坑工程也向更深、更大和更加復(fù)雜的程度發(fā)展。在深基坑工程中，由于地質(zhì)條件、荷載條件、施工條件和外界其它因素的影響使其成為一個灰色、模糊、隨機的工程問題。在軟土地區(qū)，深基坑工程既涉及土力學(xué)中基本強度、穩(wěn)定、變形理論，又包含了土與結(jié)構(gòu)的相互作用，還包含滲流、止水等水力學(xué)范疇的問題，此外在開挖時還會產(chǎn)生時空效應(yīng)，所以深基坑工程屬于一個典型的非線性動力學(xué)系統(tǒng)。 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測

2、方法是深基坑工程預(yù)測的最有效方法之一，屬于集變形預(yù)測和控制于一體的智能化監(jiān)測范疇。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢在于提供了一種可以自己學(xué)習(xí)、預(yù)測的數(shù)學(xué)工具。本文采用了Elman神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進行深基坑工程變形智能監(jiān)測，該網(wǎng)絡(luò)是一種典型的動態(tài)遞歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，它既可以學(xué)習(xí)空域模式，又可以學(xué)習(xí)時域模式，能使訓(xùn)練好的網(wǎng)絡(luò)具有非線性和動態(tài)特性，同時避免了傳統(tǒng)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)無法實時改變模型結(jié)構(gòu)和缺乏對未來突變情況適應(yīng)性的缺點。 本文以南京河西新城區(qū)一幢超高層建筑(22

3、8m)的深大基坑工程為背景，展開相關(guān)研究工作，主要包括以下幾方面內(nèi)容： 1)科學(xué)設(shè)計監(jiān)測系統(tǒng)，在施工中實施嚴密、有效的監(jiān)測，使之能準(zhǔn)確反映施工中圍護結(jié)構(gòu)體系和周圍環(huán)境的各種動向，為設(shè)計施工提供可靠、全面的基礎(chǔ)信息。 2)改變了過去采用的不連續(xù)的、靜態(tài)的結(jié)構(gòu)力學(xué)計算手段，借助人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測方法對深基坑工程施工中的每一工況按時序和空序做出全過程的動態(tài)分析，進而逐一得出其“動態(tài)可靠度”。 3)從智能監(jiān)測入手，利用本課

4、題的研究成果，闡述了在深基坑工程智能監(jiān)測中選擇Elman神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模系統(tǒng)的基本理論，克服了目前在深基坑工程變形預(yù)測中應(yīng)用較多的BP及RBF等神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)存在收斂速度慢、容易陷入局部極小和不具備非線性動態(tài)特性等的缺點。 4)考慮到實際應(yīng)用，本課題采用了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的多類預(yù)測數(shù)據(jù)方法和時間序列方法來進行智能監(jiān)測。 5)建立了基于Matlab語言的深基坑工程智能監(jiān)測的仿真系統(tǒng)。 本文的新穎之處在于： 1)基于Matl