基于GA-BP的地下工程穿越既有地铁施工安全风险预控研究
发布时间：2022-02-17 17:38
随着城市地下交通网络的不断密集以及建设用地的日益稀缺,地下工程穿越既有地铁隧道的情况越来越常见。在这类工程施工过程中,会对周围土体造成扰动,进而导致地铁隧道的变形,而一旦变形过大,不仅会导致管片破裂和隧道渗漏等问题的发生,还会给列车的运营带来极大的安全风险。因此,施工时除了事先采取一定被动控制措施外,及时了解地铁隧道的变形发展状况也很重要,以便为后续采取主动控制措施赢得宝贵时间。为此,论文通过对地下工程施工过程中影响既有地铁隧道变形的因素分析,建立相应的预测指标体系,并在此基础上建立地下工程穿越既有地铁施工的安全风险预测模型。再利用实例工程对模型进行验证分析,肯定了预测模型的有效性,之后通过现场试验对注浆和反压等控制技术进行研究,为制定相应的预控措施提供依据。首先根据影响因素来源之间的差异,分别从地下工程开挖、水纹地质条件和既有地铁隧道自身状况三个方面,分析地下工程穿越既有地铁施工过程中,各因素对地铁隧道变形的影响,再通过对各影响因素的量化研究和归类分析,建立了地下工程穿越既有地铁隧道的施工安全风险预测指标体系。其次根据地下工程穿越既有地铁隧道施工的特点,利用遗传算法优化BP神经网络,...
【文章来源】：西安建筑科技大学陕西省
【文章页数】：109 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.1.1 研究背景
1.1.2 研究意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国外研究现状
1.2.2 国内研究现状
1.2.3 国内外研究现状分析
1.3 研究的主要内容及方法
1.3.1 研究的主要内容
1.3.2 研究的方法
1.4 技术路线
2 地下工程穿越既有地铁施工安全风险预测指标体系
2.1 安全风险预测指标体系建立原则与方法
2.1.1 安全风险预测指标体系的构建原则
2.1.2 安全风险预测指标体系的构建方法
2.2 地下工程穿越既有地铁施工安全风险影响因素分析研究
2.2.1 既有地铁隧道的变形特征及其对安全风险的影响
2.2.2 地下工程开挖与支护对既有地铁隧道变形的影响
2.2.3 水文及工程地质条件对既有地铁隧道变形的影响
2.3 地下工程穿越既有地铁施工安全风险预测指标体系构建
2.3.1 指标的归类与分析
2.3.2 指标体系的建立
2.4 本章小结
3 基于GA-BP的地下工程穿越既有地铁施工安全风险预测模型
3.1 地下工程穿越既有地铁施工安全风险预测方法
3.1.1 安全风险的定义与特征
3.1.2 安全风险预测方法的分析与选择
3.1.3 BP神经网络理论
3.2 遗传算法理论及其对BP神经网络的优化
3.2.1 遗传算法理论
3.2.2 遗传算法对BP神经网络的优化
3.3 基于GA-BP的地下工程穿越既有地铁施工安全风险预测模型构建
3.3.1 地下工程穿越既有地铁施工安全风险预测模型的建立
3.3.2 地下工程穿越既有地铁施工安全风险预测模型的参数确定方法
3.3.3 地下工程穿越既有地铁施工安全风险预测模型的训练
3.4 本章小结
4 地下工程穿越既有地铁施工安全风险预测实证分析
4.1 地下工程穿越既有地铁施工项目工程概况
4.1.1 工程简介
4.1.2 工程地质及水纹概况
4.1.3 监测点的布置
4.2 基于GA-BP的地下工程穿越既有地铁施工安全风险预测模型确定
4.2.1 预测模型样本数据的收集
4.2.2 预测模型的训练及模型参数的确定
4.3 基于GA-BP的地下工程穿越既有地铁施工安全风险预测模型分析
4.3.1 基于GA-BP的安全风险预测模型预测精度分析
4.3.2 遗传算法对安全风险预测模型的优化能力分析
4.3.3 基于GA-BP的安全风险预测模型泛化能力分析
4.3.4 安全风险预测模型预测时间延长后的预测能力分析
4.4 本章小结
5 地下工程穿越既有地铁施工安全风险控制技术研究
5.1 地下工程顺逆作施工安全风险控制技术研究
5.1.1 地下工程顺作施工对隧道变形影响的分析及控制研究
5.1.2 地下工程逆作施工对隧道变形影响的分析及控制研究
5.2 注浆加固施工安全风险控制技术研究
5.2.1 注浆加固对土体的变形影响试验研究
5.2.2 注浆加固对隧道的收敛变形控制试验研究
5.2.3 注浆加固对隧道变形控制效果分析
5.3 反压施工安全风险控制技术研究
5.3.1 反压施工对隧道的隆起变形控制试验研究
5.3.2 反压施工对隧道收敛变形影响试验研究
5.3.3 反压施工对隧道变形控制效果分析
5.4 地下工程穿越既有地铁施工安全风险预控措施
5.5 本章小结
6 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
攻读硕士期间取得的研究成果
附录1:表4.8全部数据
附录2:表4.12全部数据
附录3:遗传算法优化BP神经网络的部分代码
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于脆弱性的地下工程穿越施工风险评价与控制[J]. 白海卫,宋守信,王剑晨. 安全与环境学报. 2019(05)
[2]基于GA-BP的基坑施工引起隧道隆起变形预测研究[J]. 孟江,李慧民,田卫. 铁道科学与工程学报. 2019(10)
[3]全风化岩层中双线盾构上穿近邻地铁隧道影响分析[J]. 张孟喜,张靖,吴应明,加武荣,韩佳尧,周力军. 土木工程学报. 2019(09)
[4]深厚软土地层紧邻地铁深大基坑分区设计与实践[J]. 殷一弘. 岩土工程学报. 2019(S1)
[5]考虑时空效应软土地区深基坑开挖变形分析[J]. 陈涛,宋静,翟超. 岩土工程技术. 2019(03)
[6]基坑开挖引起隧道水平变形的被动与注浆主动控制研究[J]. 郑刚,潘军,程雪松,白如冰,杜一鸣,刁钰. 岩土工程学报. 2019(07)
[7]基于渗流应力耦合的基坑开挖受力特性及其对邻近地铁隧道的影响[J]. 黄戡,杨伟军,马启昂,安永林,李依,周经伟,邱朗. 中南大学学报(自然科学版). 2019(01)
[8]基坑开挖对临近明挖暗埋隧道竖向变形的影响机理[J]. 肖潇,李明广,夏小和,王建华. 上海交通大学学报. 2018(11)
[9]深基坑支护开挖对临近地铁隧道结构的影响分析研究[J]. 章润红,刘汉龙,仉文岗. 防灾减灾工程学报. 2018(05)
[10]圆形基坑开挖引起下卧隧道三维变形机理研究[J]. 史江伟,陈丽. 地下空间与工程学报. 2018(04)
博士论文
[1]邻近既有地铁隧道的深基坑施工安全风险评估与控制研究[D]. 张勇.西安建筑科技大学 2017
[2]基坑开挖对邻近既有隧道变形影响及保护研究[D]. 杜一鸣.天津大学 2017
[3]深基坑开挖对坑外深层土体及邻近隧道的影响研究[D]. 邓旭.天津大学 2014
硕士论文
[1]邻近既有地铁的深基坑施工安全风险评估与预测研究[D]. 张方.西安建筑科技大学 2017
[2]地铁暗挖车站下穿城市隧道工程安全风险分析与控制[D]. 王涛.北京建筑大学 2016
[3]深基坑开挖对邻近地铁隧道影响分析[D]. 杨凌云.西南交通大学 2016
[4]基坑开挖对侧方地铁盾构隧道的变形影响及控制措施研究[D]. 冯龙飞.华南理工大学 2014
本文编号：3629834
【文章来源】：西安建筑科技大学陕西省
【文章页数】：109 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.1.1 研究背景
1.1.2 研究意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国外研究现状
1.2.2 国内研究现状
1.2.3 国内外研究现状分析
1.3 研究的主要内容及方法
1.3.1 研究的主要内容
1.3.2 研究的方法
1.4 技术路线
2 地下工程穿越既有地铁施工安全风险预测指标体系
2.1 安全风险预测指标体系建立原则与方法
2.1.1 安全风险预测指标体系的构建原则
2.1.2 安全风险预测指标体系的构建方法
2.2 地下工程穿越既有地铁施工安全风险影响因素分析研究
2.2.1 既有地铁隧道的变形特征及其对安全风险的影响
2.2.2 地下工程开挖与支护对既有地铁隧道变形的影响
2.2.3 水文及工程地质条件对既有地铁隧道变形的影响
2.3 地下工程穿越既有地铁施工安全风险预测指标体系构建
2.3.1 指标的归类与分析
2.3.2 指标体系的建立
2.4 本章小结
3 基于GA-BP的地下工程穿越既有地铁施工安全风险预测模型
3.1 地下工程穿越既有地铁施工安全风险预测方法
3.1.1 安全风险的定义与特征
3.1.2 安全风险预测方法的分析与选择
3.1.3 BP神经网络理论
3.2 遗传算法理论及其对BP神经网络的优化
3.2.1 遗传算法理论
3.2.2 遗传算法对BP神经网络的优化
3.3 基于GA-BP的地下工程穿越既有地铁施工安全风险预测模型构建
3.3.1 地下工程穿越既有地铁施工安全风险预测模型的建立
3.3.2 地下工程穿越既有地铁施工安全风险预测模型的参数确定方法
3.3.3 地下工程穿越既有地铁施工安全风险预测模型的训练
3.4 本章小结
4 地下工程穿越既有地铁施工安全风险预测实证分析
4.1 地下工程穿越既有地铁施工项目工程概况
4.1.1 工程简介
4.1.2 工程地质及水纹概况
4.1.3 监测点的布置
4.2 基于GA-BP的地下工程穿越既有地铁施工安全风险预测模型确定
4.2.1 预测模型样本数据的收集
4.2.2 预测模型的训练及模型参数的确定
4.3 基于GA-BP的地下工程穿越既有地铁施工安全风险预测模型分析
4.3.1 基于GA-BP的安全风险预测模型预测精度分析
4.3.2 遗传算法对安全风险预测模型的优化能力分析
4.3.3 基于GA-BP的安全风险预测模型泛化能力分析
4.3.4 安全风险预测模型预测时间延长后的预测能力分析
4.4 本章小结
5 地下工程穿越既有地铁施工安全风险控制技术研究
5.1 地下工程顺逆作施工安全风险控制技术研究
5.1.1 地下工程顺作施工对隧道变形影响的分析及控制研究
5.1.2 地下工程逆作施工对隧道变形影响的分析及控制研究
5.2 注浆加固施工安全风险控制技术研究
5.2.1 注浆加固对土体的变形影响试验研究
5.2.2 注浆加固对隧道的收敛变形控制试验研究
5.2.3 注浆加固对隧道变形控制效果分析
5.3 反压施工安全风险控制技术研究
5.3.1 反压施工对隧道的隆起变形控制试验研究
5.3.2 反压施工对隧道收敛变形影响试验研究
5.3.3 反压施工对隧道变形控制效果分析
5.4 地下工程穿越既有地铁施工安全风险预控措施
5.5 本章小结
6 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
攻读硕士期间取得的研究成果
附录1:表4.8全部数据
附录2:表4.12全部数据
附录3:遗传算法优化BP神经网络的部分代码
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于脆弱性的地下工程穿越施工风险评价与控制[J]. 白海卫,宋守信,王剑晨. 安全与环境学报. 2019(05)
[2]基于GA-BP的基坑施工引起隧道隆起变形预测研究[J]. 孟江,李慧民,田卫. 铁道科学与工程学报. 2019(10)
[3]全风化岩层中双线盾构上穿近邻地铁隧道影响分析[J]. 张孟喜,张靖,吴应明,加武荣,韩佳尧,周力军. 土木工程学报. 2019(09)
[4]深厚软土地层紧邻地铁深大基坑分区设计与实践[J]. 殷一弘. 岩土工程学报. 2019(S1)
[5]考虑时空效应软土地区深基坑开挖变形分析[J]. 陈涛,宋静,翟超. 岩土工程技术. 2019(03)
[6]基坑开挖引起隧道水平变形的被动与注浆主动控制研究[J]. 郑刚,潘军,程雪松,白如冰,杜一鸣,刁钰. 岩土工程学报. 2019(07)
[7]基于渗流应力耦合的基坑开挖受力特性及其对邻近地铁隧道的影响[J]. 黄戡,杨伟军,马启昂,安永林,李依,周经伟,邱朗. 中南大学学报(自然科学版). 2019(01)
[8]基坑开挖对临近明挖暗埋隧道竖向变形的影响机理[J]. 肖潇,李明广,夏小和,王建华. 上海交通大学学报. 2018(11)
[9]深基坑支护开挖对临近地铁隧道结构的影响分析研究[J]. 章润红,刘汉龙,仉文岗. 防灾减灾工程学报. 2018(05)
[10]圆形基坑开挖引起下卧隧道三维变形机理研究[J]. 史江伟,陈丽. 地下空间与工程学报. 2018(04)
博士论文
[1]邻近既有地铁隧道的深基坑施工安全风险评估与控制研究[D]. 张勇.西安建筑科技大学 2017
[2]基坑开挖对邻近既有隧道变形影响及保护研究[D]. 杜一鸣.天津大学 2017
[3]深基坑开挖对坑外深层土体及邻近隧道的影响研究[D]. 邓旭.天津大学 2014
硕士论文
[1]邻近既有地铁的深基坑施工安全风险评估与预测研究[D]. 张方.西安建筑科技大学 2017
[2]地铁暗挖车站下穿城市隧道工程安全风险分析与控制[D]. 王涛.北京建筑大学 2016
[3]深基坑开挖对邻近地铁隧道影响分析[D]. 杨凌云.西南交通大学 2016
[4]基坑开挖对侧方地铁盾构隧道的变形影响及控制措施研究[D]. 冯龙飞.华南理工大学 2014
本文编号：3629834
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