箱涵的有限元沉降分析及神经网络预测

发布时间：2020-07-30 03:19

【摘要】：箱涵结构在外部荷载的作用下,会产生基础的不均匀沉降,而不均匀沉降过大易导致结构出现大的变形,甚至造成破坏。因此,本文应用ABAQUS模拟分析了不同工况下,箱涵结构所受内力变形及产生位移的情况,并利用改进的灰狼算法优化BP神经网络预测模型(GWO-BP)预测了箱涵的地基沉降值。本文的具体研究工作如下:(1)介绍ABAQUS软件结构分析能力强大、便于操作、易实现且与实际工程结果较为贴合等优点,利用ABAQUS作为箱涵结构的分析工具。根据箱涵外部条件的实际情况,研究并确定了箱涵结构与土体等主要材料所用的本构模型、并对其进行接触定义以及地应力平衡等。(2)利用ABAQUS软件建立了箱涵结构的三维有限元模型,对箱涵结构模型在三种不同工况下(箱涵孔内无水、孔内半水、孔内全满)进行了内力计算,结果分析得出了箱涵结构产生的应力和位移:通过对箱涵与土体相互作用下的位移分析,据模拟箱涵地基处的土体沉降结果显示,得到了不同工况下箱涵地基沉降的数值。(3)引入了灰狼算法并改进,发现改进后的灰狼算法提高了全局搜索效率,再把灰狼与BP神经网络进行结合后,建立了三种沉降预测模型:灰狼优化BP神经网络预测模型(GWO-BP)、改进灰狼算法优化BP神经网络预测模型(改进的GWO-BP),BP神经网络预测模型。利用三种预测模型对箱涵的地基沉降进行预测分析,由预测结果显示,基于改进的GWO-BP沉降值预测模型具有很好的泛化能力,同时收敛速度快和精度较高,能够有效地预测箱涵的地基沉降值,能起到监测预警的作用。
【学位授予单位】：贵州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TV698
【图文】：

了剪切作用时材料发生的无限制剪胀变形，这使得模型理论跟实际相外该屈服面与平均有效应力轴是正交的，而再到达剪切屈服面前，存在屈服面。正 模型剪切屈服面：sF = t p tan d =0（2-23q 1 1 rt [1 1 ]2 k k q = + （2-22q =3J（2-23327r J2=（2-2中： 为p t平面中土的摩擦角；d为 平面中的内聚力。如图 2-1

学位论文 箱涵的有限元沉降分析及库伦本构模型值模拟软件都是采用经典摩尔-库伦模型来定义本构周围土体材料皆采用摩尔-库伦（Mohr-Coulomb）作为-库伦模型在偏平面上为六角形屈服面的模型。[51]摩采用摩尔形式的表达式为： - tan c = 0，破坏应力与剪切面的法向应力是线性关系。该破坏 2-2：

23 23S0 mcsin( )13R ( , ) cos tan3 cos3 3 + = + + 摩擦角，c为粘聚力， 为偏应力。平面极坐标角3rcos(3 ) ( )q = 13ij jk ki9r ( S S S )2= 型的屈服面在mcR q p应力平面如图 2-3 所示，其在

【参考文献】

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本文编号：2774929