深基坑开挖周边地表沉降预测模型构建及其应用分析

发布时间：2020-05-21 01:43

【摘要】：经济快速发展的同时,也加快了城市化进程,为了节约地上空间又能满足人们的日常生活,地下车库、地下商场等在城市中纷纷建起,然而相对于地上施工,地下工程施工复杂、施工难度高、影响因素多、危险系数大。基坑开挖使原有土体受力发生变化,很有可能会造成周围地表沉降、周边建筑物等不同程度破坏。因此,研究并预测基坑开挖对周围地表的沉降影响甚是重要。本文利用理论分析、实测数据、智能算法以及计算机技术,将深基坑、周围地表作为一个整体进行研究,试图找到一种适合的方法对基坑开挖引起的周边地表变化进行预测。首先,以基坑开挖引起的工程事故为背景,说明研究基坑变形规律的重要性。其次,通过阅读文献了解国内外针对基坑施工引起的周围地表变化的研究现状,分析各种方法存在的不足,找出本文的重点研究内容。查阅相关资料,结合课堂所学知识,对基坑开挖引起的周围地表沉降变化的有关理论知识进行梳理,进一步深化理解,为后序研究夯实理论基础。再次,阐述了地表沉降预测模型相关的基础理论,选取理论较完善、方法较为成熟,且比较适用于小样本、非线性、多维的一种预测方法——最小二乘支持向量机(Least Squares Support Vector Machine,LSSVM)。本文利用Levy飞行特征对果蝇优化算法(Fruit Fly Optimization Algorithm,FOA)进行改进,进而用其对LSSVM参数寻优,建立了三维LFOA-LSSVM预测模型。最后,结合实测数据进行模型算例研究,建立FOA-LSSVM预测模型和LSSVM预测模型进行结果对比,将均方根误差和相对误差作为评价指标,结果显示LFOA-LSSVM预测模型的准确性最高,改进的预测模型对类似工程有借鉴价值,对深基坑开挖工程中的质量、安全事故具有预警的作用。
【图文】：

基坑底,形式,弹性隆起,塑性

开挖结束隆起量不再改变，其对基坑稳定影响较小；当开挖面较大较深时，易发生中间小边缘大的塑性隆起，支护结构向内侧移，影响较严重基坑底部隆起形式，如图2-2所示 τaυ弹性隆起 τbυ塑性隆起图2-2 基坑底部隆起形式Fig.2-2 Bottom bulge of foundation pit

结构示意图,核函数,径向基核函数,多层感知器

图 3-2 SVM 结构示意图Fig.3-2 The sketch graph of SVM的核函数有四类：υ线性核函数 ( , )i iK x x xx；υd 阶多项式核函数 ( , ) ( 1)di iK x x xx ；υ径向基核函数22( , ) exp( )2iix xK x x ；υ带有参数的 Sigmoid 核函数，又称为多层感知器该函数中可层的多层感知器，可以解决局部范围存在极小值的问题，，其 tanh( ( ) )i k xx 的预测模型用到的核函数不同，目前没有一种通用的核函数能归预测问题但经过学者多年的研究经验，径向基核函数是目，因此本文也选取径向基核函数作为 SVM 的核函数
【学位授予单位】：河北工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU433

【参考文献】