【摘要】：隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,土地資源性短缺和土地結(jié)構(gòu)性短缺成為制約沿海地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要瓶頸,填海造地便成為一種即可以拓展土地面積又可以在一定程度上避免政策制約的良方。深圳前海填海區(qū)數(shù)十年前曾是濱河灘涂,后經(jīng)人工填海,現(xiàn)已形成約15平方公里的區(qū)域。然而,該處填海造地工程施工時(shí),填海造地方法欠完善,原有的海積淤泥被擠向場地內(nèi),使得填海區(qū)內(nèi)遍布淤泥,該地進(jìn)行工程建設(shè)時(shí),曾出現(xiàn)了一系列巖土工程問題。專家會議資料表明,該地區(qū)出現(xiàn)的巖土工程問題與對淤泥層的設(shè)計(jì)參數(shù)認(rèn)識不足有關(guān)。由于淤泥的固結(jié)過程比較緩慢,其巖土參數(shù)仍處于不斷的變化之中。并且雖然淤泥層的設(shè)計(jì)參數(shù)可以通過室內(nèi)實(shí)驗(yàn)或者原位試驗(yàn)得到,但是由于存在尺寸效應(yīng)、某些實(shí)驗(yàn)代價(jià)過高或者技術(shù)條件不具備,很難通過實(shí)驗(yàn)來獲得參數(shù),由此造成了實(shí)驗(yàn)測得的土層參數(shù)與真實(shí)值之間有所偏差,使得地下工程的實(shí)際變形值與原來通過有限元模擬得出的變形值之間差異較大。論文以深圳前海填海區(qū)一基坑項(xiàng)目為研究背景,對該項(xiàng)目的淤泥層參數(shù)進(jìn)行反演(也稱為反分析,下文統(tǒng)一稱為反分析)運(yùn)算,得到更能反映實(shí)際狀況的淤泥層參數(shù),以此達(dá)到指導(dǎo)施工的目的。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜事物之間的非線性映射,適用于解決那些看似雜亂無章的問題,其處理信息的方式類似于人的大腦,將許多簡單的單元模擬成神經(jīng)元,因此可以建立任意輸入量與輸出量之間的非線性聯(lián)系。在土木工程領(lǐng)域,人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在巖土介質(zhì)力學(xué)性質(zhì)反分析、過程控制、變形預(yù)測等領(lǐng)域發(fā)揮了積極的作用,故本文選取該方法用于淤泥層參數(shù)反分析研究。即在已有監(jiān)測數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,運(yùn)用MATLAB中的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具箱和數(shù)值模擬軟件Midas/GTS對基坑淤泥層參數(shù)進(jìn)行反分析,并對基坑的變形情況作出預(yù)測,達(dá)到指導(dǎo)施工的目的。本文所做工作如下:1.建立BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)反分析模型,確定了訓(xùn)練次數(shù)、訓(xùn)練誤差、學(xué)習(xí)率、動(dòng)量因子、隱層單元數(shù)等模型參數(shù)。BP模型中隱層單元的數(shù)目關(guān)系到反分析結(jié)果的正確性,因此可根據(jù)輸入層和輸出層個(gè)數(shù)通過計(jì)算得到誤差最小的隱層節(jié)點(diǎn)數(shù)。2.介紹了兩種試驗(yàn)設(shè)計(jì)法,最終選取了均勻設(shè)計(jì)法對基坑淤泥層參數(shù)進(jìn)行處理,得到了 10組彈性模量E、粘聚力c、內(nèi)摩擦角φ、泊松比μ組合。3.利用Midas/GTS軟件建立基坑有限元模型。將均勻設(shè)計(jì)后的上述10種參數(shù)組合代入Midas/GTS模型,計(jì)算樁體水平位移值,并進(jìn)行數(shù)據(jù)歸一化。4.將上述歸一化后的數(shù)據(jù)輸入到MATLAB程序中,由仿真函數(shù)simm計(jì)算過的數(shù)值進(jìn)行反歸一化處理可得到基坑淤泥層巖土參數(shù)。然后將上述求出的各組淤泥層參數(shù)分別代入Midas/GTS模型進(jìn)行正演,通過軟件模擬的樁體水平位移值與實(shí)測真實(shí)值的對比來驗(yàn)證反分析結(jié)果的正確性。5.采用動(dòng)態(tài)反演法對基坑開挖到坑底時(shí)樁體水平位移進(jìn)行數(shù)值模擬預(yù)測。另外,本文給出了另一種可預(yù)測基坑變形的理論方法,即利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對基坑具體日期時(shí)間內(nèi)的樁體水平變形情況作出預(yù)測,用來指導(dǎo)施工。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：廣州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TU447;TU433

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本文編號：2407253