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　　【摘要】： 隨著社會經(jīng)濟(jì)和城市建設(shè)的飛速發(fā)展,深基坑工程的變形預(yù)測已成為巖土工程領(lǐng)域的重要研究課題之一。本文以深基坑工程為研究對象,針對目前深基坑工程現(xiàn)場監(jiān)測和變形預(yù)測中存在的一些難點問題,通過引入灰色GM(1,1)模型法、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型法及灰色系統(tǒng)—BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)組合模型法對深基坑工程施工過程中的變形預(yù)測技術(shù)進(jìn)行了較為深入的研究,本文主要研究內(nèi)容如下: (1)全面總結(jié)了基坑工程的安全監(jiān)測系統(tǒng)的現(xiàn)狀,指出了目前深基坑工程監(jiān)測中存在的問題及不足,在此基礎(chǔ)上,結(jié)合監(jiān)測技術(shù)的最新研究成果、監(jiān)測儀器的發(fā)展?fàn)顩r和工程經(jīng)驗,對深基坑的監(jiān)測方法和技術(shù)進(jìn)行了較為系統(tǒng)的完善和補(bǔ)充。 (2)引入灰色理論,結(jié)合深基坑工程的特點,建立了改進(jìn)的深基坑灰色GM(1,1)預(yù)測模型。工程算例表明所建立的模型具有所需樣本數(shù)據(jù)少、預(yù)測精度較高、計算簡單等優(yōu)點。 (3)基于灰色系統(tǒng)理論,選取監(jiān)測點進(jìn)行關(guān)聯(lián)度分析研究取得較好的預(yù)測效果,可應(yīng)用到安全監(jiān)測中來預(yù)測相關(guān)監(jiān)測點的變形趨勢,達(dá)到節(jié)約經(jīng)濟(jì)成本和工作時間的目的。 (4)引入并建立了比灰色GM(1,1)模型預(yù)測精度更高的深基坑BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型,提高和擴(kuò)展了深基坑變形模型的容錯能力和自適應(yīng)學(xué)習(xí)功能。 (5)結(jié)合灰色GM(1,1)模型和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型各自的優(yōu)點,建立了深基坑灰色系統(tǒng)—BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)組合模型,并通過編制MATLAB程序?qū)δＰ瓦M(jìn)了求解,從而使得其在面對“少樣本”、“貧數(shù)據(jù)”的數(shù)據(jù)序列時也獲得了較高的預(yù)測精度。 (6)利用所建立的變形預(yù)測模型對廣州地鐵三號線燕塘站深基坑工程在開挖過程中基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)及周邊土體的變形進(jìn)行了預(yù)測,通過與現(xiàn)場實測結(jié)果的對比研究,表明本文所建立的模型具有較高的可靠性和適用性。 【關(guān)鍵詞】：基坑變形預(yù)測 灰色模型 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型 組合模型
【學(xué)位授予單位】：中南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號】：TU753
【DOI】：CNKI:CDMD:2.2009.238348
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第一章 緒論8-14
• 1.1 引言8-9
• 1.2 深基坑監(jiān)測技術(shù)研究現(xiàn)狀9-11
• 1.3 深基坑變形預(yù)測技術(shù)研究現(xiàn)狀11-13
• 1.4 本文的主要研究內(nèi)容及方法13-14
• 第二章 深基坑變形監(jiān)測技術(shù)研究14-25
• 2.1 基坑監(jiān)測目的14
• 2.2 基坑監(jiān)測項目14-15
• 2.3 基坑監(jiān)測方法15-19
• 2.4 基坑監(jiān)測數(shù)據(jù)處理19-20
• 2.5 基坑監(jiān)測報警標(biāo)準(zhǔn)20-21
• 2.6 基坑監(jiān)測方案設(shè)計的原則與內(nèi)容21-23
• 2.6.1 方案設(shè)計的原則21-22
• 2.6.2 方案設(shè)計的內(nèi)容22-23
• 2.7 平面監(jiān)測系統(tǒng)與沉降監(jiān)測系統(tǒng)的布設(shè)23-24
• 2.7.1 基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測網(wǎng)的設(shè)置23
• 2.7.2 基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)監(jiān)測點的設(shè)置23-24
• 2.7.3 沉降監(jiān)測網(wǎng)的設(shè)置24
• 2.7.4 沉降監(jiān)測點的設(shè)置24
• 2.8 本章小結(jié)24-25
• 第三章 深基坑變形預(yù)測模型研究25-48
• 3.1 灰色系統(tǒng)理論25-27
• 3.1.1 灰色系統(tǒng)理論的基本概念25-26
• 3.1.2 灰色系統(tǒng)的基本原理26
• 3.1.3 深基坑的灰色系統(tǒng)特征26-27
• 3.2 灰色系統(tǒng)預(yù)測模型27-35
• 3.2.1 GM(1，1)模型的建模條件27-28
• 3.2.2 GM(1，1)模型的建立28-30
• 3.2.3 非等步距GM(1，1)模型的建立30
• 3.2.4 GM(1，1)建模步驟小結(jié)30-31
• 3.2.5 GM(1，1)模型的精度檢驗31-32
• 3.2.6 GM(1，1)殘差模型32-33
• 3.2.7 GM(1，1)模型的MATLAB實現(xiàn)33-34
• 3.2.8 各觀測點序列的關(guān)聯(lián)度分析34-35
• 3.3 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論35-40
• 3.3.1 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的特性及實現(xiàn)36-37
• 3.3.2 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成原理37-39
• 3.3.3 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的工作過程39-40
• 3.4 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模型40-44
• 3.4.1 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法原理40-41
• 3.4.2 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與傳統(tǒng)方法的比較41-42
• 3.4.3 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計技巧42-43
• 3.4.4 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)不足和改進(jìn)43
• 3.4.5 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的MATLAB實現(xiàn)43-44
• 3.5 灰色系統(tǒng)—BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)組合預(yù)測模型44-47
• 3.5.1 灰色系統(tǒng)與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的關(guān)系45
• 3.5.2 灰色系統(tǒng)—BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)組合模型的建立45
• 3.5.3 灰色系統(tǒng)—BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)組合模型的MATLAB實現(xiàn)45-47
• 3.6 本章小結(jié)47-48
• 第四章 典型深基坑監(jiān)測方案設(shè)計及監(jiān)測技術(shù)研究48-62
• 4.1 工程概況48-51
• 4.1.1 工程簡介48-50
• 4.1.2 工程特點50
• 4.1.3 場地工程地質(zhì)條件50-51
• 4.2 現(xiàn)場監(jiān)測方案設(shè)計51-61
• 4.2.1 監(jiān)測目的51-52
• 4.2.2 監(jiān)測依據(jù)52
• 4.2.3 監(jiān)測點布置與監(jiān)測說明52-59
• 4.2.4 基坑監(jiān)測周期和注意事項59
• 4.2.5 施工安全判別59-60
• 4.2.6 監(jiān)測數(shù)據(jù)的整理和分析60-61
• 4.3 本章小結(jié)61-62
• 第五章 深基坑變形預(yù)測模型的工程應(yīng)用62-83
• 5.1 基于灰色GM(1，1)模型的變形預(yù)測62-69
• 5.1.1 等步距灰色GM(1，1)模型62-66
• 5.1.2 非等步距灰色 GM(1，1)模型66-68
• 5.1.3 關(guān)聯(lián)度分析68-69
• 5.2 基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的變形預(yù)測69-77
• 5.2.1 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型垂直位移預(yù)測69-73
• 5.2.2 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型水平位移預(yù)測73-77
• 5.3 灰色系統(tǒng)—BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)組合模型的變形預(yù)測77-81
• 5.3.1 組合模型垂直位移預(yù)測77-79
• 5.3.2 組合模型水平位移預(yù)測79-81
• 5.4 本章小結(jié)81-83
• 第六章 結(jié)論與展望83-85
• 6.1 主要結(jié)論83-84
• 6.2 展望84-85
• 參考文獻(xiàn)85-89
• 附件一 MATLAB程序89-99
• 附件二 燕塘站平面布置圖99-100
• 致謝100-101
• 攻讀學(xué)位期間的論文發(fā)表情況及科研情況101