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(gè)灰色、模糊、隨機(jī)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(qiáng)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(shí)還會(huì)產(chǎn)生時(shí)空效應(yīng)，所以深基坑工程屬于一個(gè)典型的非線性動(dòng)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(jìn)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(dòng)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(shí)域模式，能使訓(xùn)練好的網(wǎng)絡(luò)具有非線性和動(dòng)態(tài)特性，同時(shí)避免了傳統(tǒng)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)無法實(shí)時(shí)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(diǎn)。 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(jì)監(jiān)測系統(tǒng)，在施工中實(shí)施嚴(yán)密、有效的監(jiān)測，使之能準(zhǔn)確反映施工中圍護(hù)結(jié)構(gòu)體系和周圍環(huán)境的各種動(dòng)向，為設(shè)計(jì)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(jì)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(shí)序和空序做出全過程的動(dòng)態(tài)分析，進(jìn)而逐一得出其“動(dòng)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(dòng)態(tài)特性等的缺點(diǎn)。 4)考慮到實(shí)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(shí)間序列方法來進(jìn)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