基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法和有限差分法的邊坡穩(wěn)定反饋分析.pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)及智能化的發(fā)展，在進(jìn)行邊坡工程布局及方案設(shè)計(jì)和施工方案選擇中，研究學(xué)者們熱衷于選擇數(shù)值模擬作為分析手段，而數(shù)值模擬的真實(shí)性很大程度上取決于巖體材料參數(shù)是否正確，使得邊坡工程穩(wěn)定性分析的關(guān)鍵就在于獲取巖土體的力學(xué)參數(shù)。本文基于有限元差分?jǐn)?shù)值計(jì)算方法，結(jié)合正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)對(duì)邊坡的變形及穩(wěn)定性進(jìn)行力學(xué)參數(shù)敏感性分析，確定主要影響因素和次要影響因素。采用基于Matlab編程的誤差反向BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析方法，以邊坡實(shí)際監(jiān)測(cè)點(diǎn)位移為依據(jù)，對(duì)邊坡

2、巖體主要力學(xué)參數(shù)進(jìn)行反演。在實(shí)際監(jiān)測(cè)值的基礎(chǔ)上，旨在研究對(duì)邊坡變形及穩(wěn)定性影響大的力學(xué)參數(shù)，進(jìn)而將數(shù)值模擬分析成果運(yùn)用到實(shí)際邊坡工程中，對(duì)該邊坡施工過(guò)程中穩(wěn)定性和位移進(jìn)行分析、對(duì)該邊坡今后運(yùn)行進(jìn)行預(yù)測(cè)分析，以及對(duì)擬建邊坡施工、設(shè)計(jì)提供指導(dǎo)分析。
　?。?）結(jié)合某經(jīng)典均質(zhì)邊坡，采用正交試驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)因素組合，對(duì)容重、黏聚力、抗拉強(qiáng)度、內(nèi)摩擦角、泊松比和彈性模量6因素進(jìn)行關(guān)于邊坡變形及穩(wěn)定性的敏感性分析。再結(jié)合非均質(zhì)邊坡進(jìn)行敏感性分析驗(yàn)

3、證，確定了影響邊坡穩(wěn)定性及變形的主要因素為容重、黏聚力、內(nèi)摩擦角、彈性模量。
　?。?）選擇了能夠完成任意精度的非線性函數(shù)映射的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)作為反演訓(xùn)練方法，設(shè)計(jì)3層網(wǎng)絡(luò)模型，采用Matlab語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)反演編程。
　?。?）以錦屏一級(jí)電站左岸拱肩槽邊坡4-4剖面為對(duì)象，根據(jù)待反演參數(shù)的取值范圍，基于均勻設(shè)計(jì)試驗(yàn)方法設(shè)計(jì)不同的力學(xué)參數(shù)組合；采用FLAC3D分別計(jì)算不同力學(xué)參數(shù)組合下監(jiān)測(cè)點(diǎn)位移，將監(jiān)測(cè)點(diǎn)位移作為網(wǎng)絡(luò)輸入

4、，參數(shù)組合作為網(wǎng)絡(luò)輸出，得到BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練樣本；通過(guò)輸入樣本進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練獲得位移與各反演參數(shù)之間的函數(shù)關(guān)系；最后將實(shí)際監(jiān)測(cè)位移輸入訓(xùn)練好的網(wǎng)絡(luò)反演出9個(gè)主要巖體力學(xué)參數(shù)，并將反演計(jì)算位移與監(jiān)測(cè)位移進(jìn)行對(duì)比，監(jiān)測(cè)點(diǎn)位移的相對(duì)誤差均小于5％，證明反演成果的合理性。
　?。?）基于反演獲得的力學(xué)參數(shù)，對(duì)錦屏一級(jí)電站左岸拱肩槽邊坡4-4剖面，分別進(jìn)行無(wú)支護(hù)和邊開挖邊支護(hù)過(guò)程的數(shù)值模擬分析計(jì)算，分析開挖過(guò)程中邊坡穩(wěn)定性及位移的變化規(guī)律，