深基坑支护结构位移数值模拟分析及神经网络预测_监测人_最大最专业的监测信息共享和分享平台

　　【摘要】： 基坑工程是集岩土工程和结构工程等多学科于一体的系统工程，综合性强，影响因素众多。深基坑工程不仅存在基坑本身的安全和稳定问题，而且还会因土方开挖引起的周围地层移动而可能危及相邻建筑物、地下管网和城市市政设施等。能否预测并控制住基坑及周围土体的变形往往是基坑设计成败的关键。本文以新光快速路第一标段泵站基坑监测项目为工程背景，针对深基坑系统的复杂性和变形非线性，在对支护结构的实时变形进行现场实时监测的基础上，利用数值模拟、神经网络预测等手段，对泵站基坑支护结构体系水平位移变形进行分析研究，本文的主要研究工作如下： (1)运用岩土工程数值分析软件FLAC建立模型，对深基坑开挖的全过程进行了数值模拟分析，对每一工况的支护变形进行模拟，论证对钢支撑数目进行优化的可行性，讨论超载对基坑变形的影响。 (2)论述了基坑监测系统的组成和工作原理。以新光快速路第一标段泵站基坑监测工作为例，研究了监测的依据、内容以及结果。 (3)利用改进后的BP神经网络模型对新光快速路第一标段泵站基坑支护结构水平位移进行时间序列预测。实践表明：人工神经网络模型的预测效果比较满意，论证了神经网络方法用于基坑工程变形预测的可靠性和实用性。 【关键词】：深基坑 变形分析 数值模拟 监测 人工神经网络
【学位授予单位】：西安建筑科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TU476
【DOI】：CNKI:CDMD:2.2007.096494
【目录】：

摘要3-4
ABSTRACT4-7
第一章绪论7-12
1.1 前言7
1.2 深基坑工程的研究现状7-10
1.2.1 基坑开挖时土体和支护结构变形的数值模拟计算方面7-8
1.2.2 基坑开挖时土体和支护结构位移时间序列预测方面8-10
1.3 深基坑监测的目的和意义10-11
1.4 本课题的主要研究内容11-12
第二章深基坑支护变形控制理论12-23
2.1 深基坑工程变形控制理论的原理和概念12-13
2.2 基坑变形现象13-14
2.2.1 基坑底部土体隆起13-14
2.2.2 围护墙的变形和位移14
2.2.3 地表沉降14
2.3. 基坑变形机理14-16
2.3.1 支护结构变形相互关系15
2.3.2 变形的经验估算方法15-16
2.4 基坑变形影响因素16-20
2.4.1 支护结构的刚度17-18
2.4.2 围护结构入土深度18
2.4.3 支撑(锚杆)刚度18-19
2.4.4 支锚预应力19
2.4.5 基坑开挖的时空效应19-20
2.5 基坑开挖变形控制标准20-22
2.5.1 变形控制指标20-21
2.5.2 变形控制标准21-22
2.6 小结22-23
第三章工程实例数值模拟分析23-41
3.1 FLAC数值模拟分析的基本原理及假定23-31
3.1.1 拉格朗日元法原理23-25
3.1.2 土的本构关系25-26
3.1.3 分步开挖模拟26-27
3.1.4 接触面模拟27-29
3.1.5 计算范围与网格划分29
3.1.6 FLAC程序简介29-31
3.2 工程实例分析31-40
3.2.1 工程概况31-32
3.2.2 开挖过程数值模拟32-35
3.2.3 计算结果分析35-40
3.3 小结40-41
第四章新光快速路第一标段泵站基坑工程变形安全监测41-48
4.1 基坑工程监测41-45
4.1.1 基坑监测原则41-42
4.1.2 监测程序42
4.1.3 监测内容42
4.1.4 测试的方法42-43
4.1.5 监测预警值确定原则43-45
4.2 泵站基坑工程施工监测实例45-47
4.2.1 监测项目与方法45
4.2.2 监测原则及结果分析45-47
4.3 本章小结47-48
第五章深基坑支护结构位移的神经网络预测48-59
5.1 传统理论预测方法48-49
5.1.1 时间序列分析法48
5.1.2 灰色预测方法48-49
5.2 神经网络概述49-55
5.2.1 神经网络的基本特征49-50
5.2.2 神经网络的结构50-52
5.2.3 神经网络的工作过程52
5.2.4 BP算法52-55
5.3 深基坑位移时间序列预测的神经网络模型55-56
5.3.1 模型的建立55
5.3.2 预测程序55-56
5.4 网络的训练和检验56-58
5.4.1 数据样本的建立56-57
5.4.2 训练结果分析57-58
5.5 小结58-59
第六章结论和建议59-60
6.1 结论59
6.2 有关问题的进一步研究59-60
参考文献60-63
致谢63-64
攻读硕士期间发表的论文64