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

1、隨著城市超高層建筑的不斷涌現(xiàn)，由于使用及抗震設防的要求，相應的深基坑工程也向更深、更大和更加復雜的程度發(fā)展。在深基坑工程中，由于地質條件、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中基本強度、穩(wěn)定、變形理論，又包含了土與結構的相互作用，還包含滲流、止水等水力學范疇的問題，此外在開挖時還會產(chǎn)生時空效應，所以深基坑工程屬于一個典型的非線性動力學系統(tǒng)。 神經(jīng)網(wǎng)絡預測

2、方法是深基坑工程預測的最有效方法之一，屬于集變形預測和控制于一體的智能化監(jiān)測范疇。神經(jīng)網(wǎng)絡的優(yōu)勢在于提供了一種可以自己學習、預測的數(shù)學工具。本文采用了Elman神經(jīng)網(wǎng)絡進行深基坑工程變形智能監(jiān)測，該網(wǎng)絡是一種典型的動態(tài)遞歸神經(jīng)網(wǎng)絡，它既可以學習空域模式，又可以學習時域模式，能使訓練好的網(wǎng)絡具有非線性和動態(tài)特性，同時避免了傳統(tǒng)的神經(jīng)網(wǎng)絡無法實時改變模型結構和缺乏對未來突變情況適應性的缺點。 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，展開相關研究工作，主要包括以下幾方面內容： 1)科學設計監(jiān)測系統(tǒng)，在施工中實施嚴密、有效的監(jiān)測，使之能準確反映施工中圍護結構體系和周圍環(huán)境的各種動向，為設計施工提供可靠、全面的基礎信息。 2)改變了過去采用的不連續(xù)的、靜態(tài)的結構力學計算手段，借助人工神經(jīng)網(wǎng)絡預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)絡建模系統(tǒng)的基本理論，克服了目前在深基坑工程變形預測中應用較多的BP及RBF等神經(jīng)網(wǎng)絡存在收斂速度慢、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)考慮到實際應用，本課題采用了神經(jīng)網(wǎng)絡中的多類預測數(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