基于ANNs地下隧道圍巖穩(wěn)定性分析方法研究.pdf

1、采用現(xiàn)有的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論和灰色系統(tǒng)理論，運用調(diào)研、理論分析、應(yīng)用分析和軟件編程相結(jié)合的研究方法，對少樣本、貧信息的隧道圍巖穩(wěn)定性的分析方法進(jìn)行研究，并通過實際工程隧道對所研究的方法進(jìn)行檢驗。主要工作包括：
　　首先，從隧道圍巖位移角度分析隧道圍巖穩(wěn)定性，提出隧道圍巖位移長時預(yù)測的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。在構(gòu)建模型的過程中，采用對比多種網(wǎng)絡(luò)模型預(yù)測結(jié)果的方法來確定最優(yōu)模型。當(dāng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的隱含層神經(jīng)單元數(shù)不同時，模型預(yù)測結(jié)果誤差和所用時

2、間不同，經(jīng)過反復(fù)試驗得到當(dāng)隱含層神經(jīng)單元數(shù)為6時模型得出的預(yù)測值平均誤差較小，訓(xùn)練時間較短，綜合考慮建立了預(yù)測隧道巖體位移的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)長時預(yù)測模型。
　　其次，通過對隧道圍巖穩(wěn)定性影響因素的分析，確定了隧道圍巖穩(wěn)定性的分析指標(biāo)。主要從巖石性質(zhì)及巖體結(jié)構(gòu)、地應(yīng)力因素、地下水因素、地質(zhì)構(gòu)造、時間因素以及工程因素共六個方面出發(fā)，全面系統(tǒng)的分析了這六個個因素對隧道圍巖穩(wěn)定性的影響，為客觀實際的進(jìn)行圍巖分級提供依據(jù)，以便采取相應(yīng)的維護(hù)隧道

3、圍巖穩(wěn)定的措施。
　　再者，從多因素角度分析隧道圍巖穩(wěn)定性，建立 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自組織、自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)性及并行式處理、容錯性等的特性，結(jié)合隧道圍巖穩(wěn)定性影響因素建立BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，并利用MATLAB軟件中的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具箱實現(xiàn)，依據(jù)公路隧道設(shè)計規(guī)范和實際工程情況構(gòu)造樣本數(shù)據(jù)，然后用構(gòu)造的數(shù)據(jù)樣本對地下隧道圍巖穩(wěn)定性進(jìn)行分析。
　　最后，建立了適用于小樣本、貧信息工程中的隧道圍巖穩(wěn)定性分析的GA-GNN模型