本文關(guān)鍵詞：基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法和有限差分法的邊坡穩(wěn)定反饋分析，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著計算機及智能化的發(fā)展,在進行邊坡工程布局及方案設(shè)計和施工方案選擇中,研究學(xué)者們熱衷于選擇數(shù)值模擬作為分析手段,而數(shù)值模擬的真實性很大程度上取決于巖體材料參數(shù)是否正確,使得邊坡工程穩(wěn)定性分析的關(guān)鍵就在于獲取巖土體的力學(xué)參數(shù)。本文基于有限元差分數(shù)值計算方法,結(jié)合正交試驗設(shè)計對邊坡的變形及穩(wěn)定性進行力學(xué)參數(shù)敏感性分析,確定主要影響因素和次要影響因素。采用基于Matlab編程的誤差反向BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析方法,以邊坡實際監(jiān)測點位移為依據(jù),對邊坡巖體主要力學(xué)參數(shù)進行反演。在實際監(jiān)測值的基礎(chǔ)上,旨在研究對邊坡變形及穩(wěn)定性影響大的力學(xué)參數(shù),進而將數(shù)值模擬分析成果運用到實際邊坡工程中,對該邊坡施工過程中穩(wěn)定性和位移進行分析、對該邊坡今后運行進行預(yù)測分析,以及對擬建邊坡施工、設(shè)計提供指導(dǎo)分析。(1)結(jié)合某經(jīng)典均質(zhì)邊坡,采用正交試驗進行設(shè)計因素組合,對容重、黏聚力、抗拉強度、內(nèi)摩擦角、泊松比和彈性模量6因素進行關(guān)于邊坡變形及穩(wěn)定性的敏感性分析。再結(jié)合非均質(zhì)邊坡進行敏感性分析驗證,確定了影響邊坡穩(wěn)定性及變形的主要因素為容重、黏聚力、內(nèi)摩擦角、彈性模量。(2)選擇了能夠完成任意精度的非線性函數(shù)映射的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)作為反演訓(xùn)練方法,設(shè)計3層網(wǎng)絡(luò)模型,采用Matlab語言實現(xiàn)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)反演編程。(3)以錦屏一級電站左岸拱肩槽邊坡4-4剖面為對象,根據(jù)待反演參數(shù)的取值范圍,基于均勻設(shè)計試驗方法設(shè)計不同的力學(xué)參數(shù)組合;采用FLAC3D分別計算不同力學(xué)參數(shù)組合下監(jiān)測點位移,將監(jiān)測點位移作為網(wǎng)絡(luò)輸入,參數(shù)組合作為網(wǎng)絡(luò)輸出,得到BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練樣本;通過輸入樣本進行網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練獲得位移與各反演參數(shù)之間的函數(shù)關(guān)系;最后將實際監(jiān)測位移輸入訓(xùn)練好的網(wǎng)絡(luò)反演出9個主要巖體力學(xué)參數(shù),并將反演計算位移與監(jiān)測位移進行對比,監(jiān)測點位移的相對誤差均小于5%,證明反演成果的合理性。(4)基于反演獲得的力學(xué)參數(shù),對錦屏一級電站左岸拱肩槽邊坡4-4剖面,分別進行無支護和邊開挖邊支護過程的數(shù)值模擬分析計算,分析開挖過程中邊坡穩(wěn)定性及位移的變化規(guī)律,對邊坡施工過程中穩(wěn)定性和位移變化進行預(yù)測分析,為其安全支護設(shè)計、施工提供理論依據(jù),為其他擬建邊坡工程設(shè)計、施工提供參考指導(dǎo)。
【關(guān)鍵詞】：邊坡工程 敏感性分析 BP網(wǎng)絡(luò) 巖體參數(shù)反演 邊坡位移分析
【學(xué)位授予單位】：西華大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TU43
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-18
• 1.1 選題背景及研究意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.3 存在的主要問題12
• 1.3 反饋分析方法12-14
• 1.3.1 正分析方法12-13
• 1.3.2 反分析方法13-14
• 1.4 主要研究內(nèi)容及技術(shù)路線14-17
• 1.4.1 主要研究內(nèi)容14-16
• 1.4.2 主要技術(shù)路線16-17
• 1.5 本章小結(jié)17-18
• 2 力學(xué)參數(shù)對邊坡穩(wěn)定的敏感性分析18-32
• 2.1 敏感性計算方法18-19
• 2.1.1 單因素敏感性計算方法18-19
• 2.1.2 多因素敏感性計算方法19
• 2.2 均質(zhì)邊坡力學(xué)參數(shù)敏感性分析19-26
• 2.2.1 網(wǎng)格模型及計算條件19-20
• 2.2.2 敏感性計算分析20-26
• 2.3 非均質(zhì)邊坡力學(xué)參數(shù)敏感性驗證分析26-31
• 2.3.1 網(wǎng)格模型和計算條件26-27
• 2.3.2 敏感性計算分析27-31
• 2.4 本章小結(jié)31-32
• 3 基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法的邊坡力學(xué)參數(shù)反演32-47
• 3.1 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法32-34
• 3.1.1 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的激活函數(shù)32
• 3.1.2 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)步驟32-34
• 3.1.3 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工作示意圖34
• 3.2 均勻設(shè)計34-35
• 3.3 邊坡巖體主要力學(xué)參數(shù)反分析35-46
• 3.3.1 工程概況35
• 3.3.2 邊坡計算模型建立35
• 3.3.3 力學(xué)參數(shù)取值范圍及均勻試驗設(shè)計35-38
• 3.3.4 訓(xùn)練樣本計算38-39
• 3.3.5 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計及巖體參數(shù)反演分析39-46
• 3.4 本章小結(jié)46-47
• 4 基于反演參數(shù)的邊坡開挖支護穩(wěn)定性分析47-62
• 4.1 計算模型及參數(shù)47-48
• 4.2 開挖計算方法及模擬步驟48
• 4.3 無支護措施下計算結(jié)果及分析48-57
• 4.3.1 豎向變形分析48-51
• 4.3.2 水平變形分析51-54
• 4.3.3 剪切區(qū)域變化分析54-57
• 4.4 有支護措施下計算結(jié)果及分析57-59
• 4.4.1 支護措施及模擬計算過程57
• 4.4.2 計算結(jié)果分析57-59
• 4.5 動態(tài)監(jiān)測位移分析59-61
• 4.6 本章小結(jié)61-62
• 5 結(jié)論與展望62-65
• 5.1 結(jié)論62-63
• 5.2 展望63-65
• 參考文獻65-68
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文68-69
• 致謝69-70

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本文編號：411933