地鐵隧道TBM施工地表變形數(shù)據(jù)處理及預(yù)測分析.pdf

1、地鐵的隧道施工，破壞了原有的地應(yīng)力平衡，地表將不可避免的發(fā)生變形，由于地鐵經(jīng)過的區(qū)域多為城區(qū)，周邊建筑物構(gòu)筑物較為密集，因此對地表變形的監(jiān)測預(yù)測工作十分必要。
　　本文以某市地鐵 TBM隧道施工區(qū)間為工程背景，在施工前期借助FLAC3D軟件進(jìn)行數(shù)值模擬；布設(shè)監(jiān)測點(diǎn)，采集監(jiān)測數(shù)據(jù)，利用小波方法對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行探測與去噪；最后采用時(shí)間序列與 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立預(yù)測模型進(jìn)行模型優(yōu)選，得出最優(yōu)模型應(yīng)用于地表變形的預(yù)測工作。
　　依據(jù)本區(qū)

2、間地層巖性、施工要素等通過FLAC3D軟件建模，模擬隧道開挖后的地表沉降，得出隧道中心軸正上方的地表沉降最大，為-17.9mm；分析記錄點(diǎn)沉降曲線得出沉降槽大致呈正態(tài)分布，反應(yīng)出沉降值在隧道中心軸正上方處最大，向兩邊逐漸變小的趨勢。對比發(fā)現(xiàn)FLAC3D模擬值和后期實(shí)測下沉值較為吻合，證明了此種方法適用于該區(qū)間的地表沉降預(yù)測工作。
　　利用小波方法探測監(jiān)測數(shù)據(jù)并剔除數(shù)據(jù)中的粗差，采取控制變量法對比較不同閾值選取、小波基、分解層次以及

3、scal選取對該組數(shù)據(jù)去噪均方誤差及信噪比的影響，最終確定出 sym5小波、軟閾值規(guī)則、rigrsure閾值原則、1層分解、scal=sln對該組數(shù)據(jù)的去噪效果最佳。
　　對去噪后的數(shù)據(jù)建立單一的時(shí)間序列和 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，并對比了去噪前后數(shù)據(jù)的預(yù)測精度，證明了小波去噪的良好效果。再結(jié)合兩種單一模型的優(yōu)點(diǎn)，建立了最優(yōu)加權(quán)以及殘差改正ARMA-BP組合模型，對比各預(yù)測模型的SSE、MSE及MAPE等因子，發(fā)現(xiàn)在小波去噪基礎(chǔ)上的最優(yōu)