發(fā)布時(shí)間：2020-10-14 20:17

　　 深基坑工程由于涉及到復(fù)雜的地質(zhì)條件、繁雜的施工技術(shù)以及復(fù)雜多樣的施工現(xiàn)場(chǎng)條件,經(jīng)常發(fā)生各種基坑施工安全事故,造成一定的經(jīng)濟(jì)損失和不良的社會(huì)影響。為了避免一系列基坑安全事故的發(fā)生,在深基坑施工全過(guò)程中必須進(jìn)行深基坑變形監(jiān)測(cè),而建立適當(dāng)?shù)念A(yù)測(cè)模型進(jìn)行基坑變形預(yù)測(cè),對(duì)基坑的安全施工有重要的指導(dǎo)意義。本文以蘭州市軌道交通1號(hào)線一期工程省政府站及中央商務(wù)區(qū)基坑監(jiān)測(cè)項(xiàng)目為依托,以現(xiàn)場(chǎng)采集的各項(xiàng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),理論聯(lián)系實(shí)際,根據(jù)實(shí)際監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)建立時(shí)間序列模型和NAR(Nonlinear Auto Regressive models)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型,對(duì)基坑未來(lái)的變形趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)。由于數(shù)據(jù)采集過(guò)程中受外界干擾因素較多,引入了卡爾曼濾波對(duì)其原始時(shí)間序列進(jìn)行了濾波處理,并在結(jié)合兩種模型優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上提出了一種基于卡爾曼濾波的時(shí)間序列-NAR人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行基坑變形預(yù)測(cè)分析,最后將三種模型的預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析。本文的主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)通過(guò)對(duì)蘭州市軌道交通1號(hào)線一期工程省政府站及中央商務(wù)區(qū)基坑監(jiān)測(cè)項(xiàng)目進(jìn)行監(jiān)測(cè),分析各監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的實(shí)際監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)結(jié)果,發(fā)現(xiàn)基坑在監(jiān)測(cè)期內(nèi)各監(jiān)測(cè)項(xiàng)目未出現(xiàn)監(jiān)測(cè)報(bào)警,基坑開(kāi)挖過(guò)程基本處于安全穩(wěn)定狀態(tài)。(2)通過(guò)對(duì)基坑支護(hù)樁多期沉降監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行IDW(Inverse Distance Weighted)插值處理及基于R軟件平臺(tái)采用最小二乘方法對(duì)基坑支護(hù)樁沉降坡度進(jìn)行提取分析,確定基坑支護(hù)樁沉降變形趨勢(shì)最大區(qū)域?yàn)閆J52監(jiān)測(cè)點(diǎn)附近區(qū)域,后期預(yù)測(cè)分析將以該點(diǎn)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為重點(diǎn)。(3)通過(guò)對(duì)三種模型的預(yù)測(cè)結(jié)果對(duì)比可知:基于Kalman濾波的ARIMA-NAR組合模型的預(yù)測(cè)精度最高,其精度指標(biāo)平均絕對(duì)誤差MAE、均方根誤差RMSE、平均絕對(duì)百分誤差MAPE和擬合優(yōu)度R~2分別為0.2787、0.5279、3.9150和0.9972,均優(yōu)于單一的ARIMA和NAR神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型,NAR人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的預(yù)測(cè)精度次之,時(shí)間序列ARIMA模型的預(yù)測(cè)精度最低。(4)驗(yàn)證了所提出的基于卡爾曼濾波的時(shí)間序列-NAR組合模型在基坑監(jiān)測(cè)預(yù)測(cè)領(lǐng)域的實(shí)用性,將其應(yīng)用于基坑支護(hù)樁水平位移和支護(hù)樁深層(測(cè)斜)位移等監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行變形預(yù)測(cè)分析。根據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果可知:時(shí)間序列模型和NAR人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型均能夠得到較為準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)結(jié)果。而基于卡爾曼濾波的時(shí)間序列-NAR人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)組合模型,在經(jīng)過(guò)卡爾曼濾波去噪的基礎(chǔ)上,得到的結(jié)果精度更高,適用性更強(qiáng),能夠?yàn)榛拥陌踩┕ぬ峁└煽康臄?shù)據(jù)支撐。
【學(xué)位單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TU753
【部分圖文】：

技術(shù)路線

全日制工程碩士學(xué)位論文中 X、Y 為觀測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)，X0、Y0為測(cè)站點(diǎn)坐標(biāo)，D 為測(cè)站點(diǎn)至觀測(cè)A 為測(cè)站點(diǎn)至觀測(cè)點(diǎn)直線方位角。移量計(jì)算： d= （Xi-X0）2+（Yi-Y0）2中X0、Y0為觀測(cè)點(diǎn)初始坐標(biāo)，Xi、Yi為第 i 次坐標(biāo)。) 軸線投影法用全站儀或者經(jīng)緯儀觀測(cè)，在某條測(cè)線的兩端遠(yuǎn)處各選定一個(gè)穩(wěn)固，經(jīng)緯儀架設(shè)于 A 點(diǎn)，定向 B 點(diǎn)，則 A、B 連線為一條基準(zhǔn)線。觀測(cè)線上的各監(jiān)測(cè)點(diǎn)設(shè)置覘板，由經(jīng)緯儀在覘板上讀取各監(jiān)測(cè)點(diǎn)至 A距 E,某監(jiān)測(cè)點(diǎn)本次 E 值與初始 E 值的差值即為該點(diǎn)累計(jì)位移量，各始 E 值均為取兩次平均的值。

測(cè)線上的各監(jiān)測(cè)點(diǎn)設(shè)置覘板，由經(jīng)緯儀在覘板上讀取各監(jiān)測(cè)點(diǎn)至 A距 E,某監(jiān)測(cè)點(diǎn)本次 E 值與初始 E 值的差值即為該點(diǎn)累計(jì)位移量，各始 E 值均為取兩次平均的值。圖 2.1 視準(zhǔn)線法觀測(cè)示意圖中：A、B 為基坑兩端的工作基點(diǎn)。 a、b、c、d 為位移觀測(cè)點(diǎn)。) 小角度法選定的水平位移監(jiān)測(cè)控制點(diǎn)上安置全站儀，精確整平對(duì)中，瞄準(zhǔn)另移監(jiān)測(cè)控制點(diǎn)作為起始方向，依次按方向觀測(cè)法測(cè)定兩監(jiān)測(cè)控制點(diǎn)監(jiān)測(cè)點(diǎn)與測(cè)站連線偏離起始方向的角度，以所測(cè)角值和測(cè)站點(diǎn)到后的水平距離值（由全站儀測(cè)出）作為計(jì)算變量，從而計(jì)算出監(jiān)測(cè)點(diǎn)方向的位移。
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本文編號(hào)：2841139