基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡方法和有限差分法的邊坡穩(wěn)定反饋分析.pdf

1、隨著計算機及智能化的發(fā)展，在進行邊坡工程布局及方案設(shè)計和施工方案選擇中，研究學者們熱衷于選擇數(shù)值模擬作為分析手段，而數(shù)值模擬的真實性很大程度上取決于巖體材料參數(shù)是否正確，使得邊坡工程穩(wěn)定性分析的關(guān)鍵就在于獲取巖土體的力學參數(shù)。本文基于有限元差分數(shù)值計算方法，結(jié)合正交試驗設(shè)計對邊坡的變形及穩(wěn)定性進行力學參數(shù)敏感性分析，確定主要影響因素和次要影響因素。采用基于Matlab編程的誤差反向BP神經(jīng)網(wǎng)絡分析方法，以邊坡實際監(jiān)測點位移為依據(jù)，對邊坡

2、巖體主要力學參數(shù)進行反演。在實際監(jiān)測值的基礎(chǔ)上，旨在研究對邊坡變形及穩(wěn)定性影響大的力學參數(shù)，進而將數(shù)值模擬分析成果運用到實際邊坡工程中，對該邊坡施工過程中穩(wěn)定性和位移進行分析、對該邊坡今后運行進行預測分析，以及對擬建邊坡施工、設(shè)計提供指導分析。
　?。?）結(jié)合某經(jīng)典均質(zhì)邊坡，采用正交試驗進行設(shè)計因素組合，對容重、黏聚力、抗拉強度、內(nèi)摩擦角、泊松比和彈性模量6因素進行關(guān)于邊坡變形及穩(wěn)定性的敏感性分析。再結(jié)合非均質(zhì)邊坡進行敏感性分析驗

3、證，確定了影響邊坡穩(wěn)定性及變形的主要因素為容重、黏聚力、內(nèi)摩擦角、彈性模量。
　?。?）選擇了能夠完成任意精度的非線性函數(shù)映射的BP神經(jīng)網(wǎng)絡作為反演訓練方法，設(shè)計3層網(wǎng)絡模型，采用Matlab語言實現(xiàn)BP神經(jīng)網(wǎng)絡反演編程。
　?。?）以錦屏一級電站左岸拱肩槽邊坡4-4剖面為對象，根據(jù)待反演參數(shù)的取值范圍，基于均勻設(shè)計試驗方法設(shè)計不同的力學參數(shù)組合；采用FLAC3D分別計算不同力學參數(shù)組合下監(jiān)測點位移，將監(jiān)測點位移作為網(wǎng)絡輸入

4、，參數(shù)組合作為網(wǎng)絡輸出，得到BP神經(jīng)網(wǎng)絡的訓練樣本；通過輸入樣本進行網(wǎng)絡訓練獲得位移與各反演參數(shù)之間的函數(shù)關(guān)系；最后將實際監(jiān)測位移輸入訓練好的網(wǎng)絡反演出9個主要巖體力學參數(shù)，并將反演計算位移與監(jiān)測位移進行對比，監(jiān)測點位移的相對誤差均小于5％，證明反演成果的合理性。
　　（4）基于反演獲得的力學參數(shù)，對錦屏一級電站左岸拱肩槽邊坡4-4剖面，分別進行無支護和邊開挖邊支護過程的數(shù)值模擬分析計算，分析開挖過程中邊坡穩(wěn)定性及位移的變化規(guī)律，