盾構(gòu)管片結(jié)構(gòu)應(yīng)力混沌時間序列預(yù)測模型.pdf

1、盾構(gòu)在始發(fā)、穿越風(fēng)井、接收、聯(lián)絡(luò)通道等重要區(qū)段的施工會造成管片受力的變化，進(jìn)而引起管片的變形，嚴(yán)重時會出現(xiàn)裂縫，導(dǎo)致隧道內(nèi)涌水涌砂現(xiàn)象，發(fā)生災(zāi)難性的后果。目前管片結(jié)構(gòu)應(yīng)力監(jiān)測技術(shù)日趨成熟，施工安全在一定程度上得到了保障，但在風(fēng)險應(yīng)對機(jī)制還不是十分完善的情況下，利用預(yù)測模型來爭取到更多的風(fēng)險應(yīng)對時間，可以更好地保證施工安全，減少事故造成的損失。
　　本文以武漢地鐵四號線盾構(gòu)隧道工程實測數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，通過數(shù)據(jù)的初步處理，指出了管片結(jié)構(gòu)應(yīng)

2、力時序變化的一般規(guī)律。對管片結(jié)構(gòu)應(yīng)力的影響因素進(jìn)行分析，從定性的角度說明了在盾構(gòu)掘進(jìn)過程中，管片結(jié)構(gòu)應(yīng)力變化具有混沌性。結(jié)合混沌理論與BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)建了混沌時間序列預(yù)測模型，將工程實測數(shù)據(jù)代入模型，分析了數(shù)據(jù)的混沌性，并進(jìn)行管片結(jié)構(gòu)應(yīng)力預(yù)測分析。
　　隨機(jī)選取一個2000組的管片結(jié)構(gòu)應(yīng)力時序段作為混沌時序預(yù)測的樣本，基于MATLAB軟件，完成管片結(jié)構(gòu)應(yīng)力混沌時序重要參數(shù)的計算。其中C-C法算得的嵌入維數(shù)m=5和延遲時間τ=3，將

3、算得參數(shù)結(jié)合坐標(biāo)延遲法，實現(xiàn)相空間的重構(gòu)。Wolf法算得的混沌時序的最大Lyapunov指數(shù)λ=0.6487＞0，驗證了時間序列的混沌性。重構(gòu)后的相空間為BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)提供了輸入層、輸出層數(shù)據(jù)和輸入層節(jié)點數(shù)。根據(jù)嵌入維數(shù)初始化BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。進(jìn)行神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練，得出預(yù)測結(jié)果，利用MSE（均方誤差）、MPE（平均百分比誤差）、最大最小絕對誤差、最大最小誤差百分比來衡量預(yù)測結(jié)果的準(zhǔn)確度，其中MSE=0.0313＜0.05，MPE=0.042％