吉林大学学报(地球科学版)

• 地质工程与环境工程 • 上一篇    下一篇

基于粒子群优化神经网络算法的深基坑变形预测方法

刘贺1,2,张弘强1,刘斌3   

  1. 1.吉林大学交通学院,长春130022;
    2.吉林农业工程职业技术学院,吉林 四平136001;
    3.辽宁城建设计院有限公司,辽宁 抚顺113008
  • 收稿日期:2013-11-23 出版日期:2014-09-26 发布日期:2014-09-26
  • 通讯作者: 张弘强(1964-),男,副教授,主要从事地下工程监测技术方面的研究 E-mail:ttggjj@163.com
  • 作者简介:刘贺(1974-),男,博士,高级工程师,主要从事地下工程监测技术方面的研究,E-mail:liuh@163.com
  • 基金资助:

    高等学校博士学科点专项科研基金项目(20100061120066)

A Prediction Method for the Deformation of Deep Foundation Pit Based on the Particle Swarm Optimization Neural Network

Liu He1,2,Zhang Hongqiang1,Liu Bin3   

  1. 1.College of Transportation, Jilin University,Changchun130022, China;
    2.Jilin Vocational Technical Engineering,Siping136001,Jilin,China;
    3.Liaoning Urban Construction Design Institute,Fushun113008,Liaoning,China
  • Received:2013-11-23 Online:2014-09-26 Published:2014-09-26

摘要:

深基坑变形预测是进行施工参数调整和确保深基坑施工安全的重要手段,而如何对其变形进行有效、准确的预测是一个有待解决的技术难题。采用粒子群优化算法对神经网络模型的初始权值和阈值进行优化,并将已有的变形监测数据作为神经网络的输入参数,建立了基于粒子群优化神经网络算法的深基坑变形预测方法。将形成的方法应用于长春市火车站北广场深基坑开挖监测工程中。结果表明:8号水平位移测点预测结果的均方根误差为3.78%,平均百分比误差为5.48%;9号地面沉降点预测结果的均方根误差为5.62%,平均百分比误差为3.23%。经验证,本文方法预测深基坑开挖过程中的变形具有较高的可信度。

关键词: 基坑, 变形预测, 粒子群优化, 神经网络

Abstract:

Prediction of the deformation is one of the most important methods for the construction parameter adjustment for deep foundation pit. However, it is still a chilling task to effectively predict accurate deformation in engineering application. We proposed deformation prediction model, which is based on the neural network optimized by particle swarm optimization, for the deformation of the deep foundation pit based on filed data. The proposed model is established by using the existing monitoring data as input parameters of neural network. The initial weights and threshold values of neural network model are optimized by using particle swarm optimization to improve the prediction accuracy and prediction efficiency of the neural network algorithm. The proposed method is used for the foundation pit located in north plaza of Changchun railway station comprehensive traffic transfer center. The results show that for the No.8 point measuring horizontal displacement, the root mean square error (RMSE) of the horizontal displacement of No.8 points is 3.78%, the mean absolute percentage error (MAPE) is 5.48%; for the No.9 point measuring ground settlement, the number respectively are 5.62% and 3.23%. Results show that the proposed method can be reliably used to predict the deformation of the deep foundation pit.

Key words: foundation pit, deformation prediction, particle swarm optimization, neural network

中图分类号: 

  • P634.1
[1] 张代磊, 黄大年, 张冲. 基于遗传算法优化的BP神经网络在密度界面反演中的应用[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2017, 47(2): 580-588.
[2] 卢文喜, 郭家园, 董海彪, 张宇, 林琳. 改进的支持向量机方法在矿山地质环境质量评价中的应用[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2016, 46(5): 1511-1519.
[3] 孟庆生, 韩凯, 刘涛, 高镇. 软土基坑隔水帷幕渗漏检测技术[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2016, 46(1): 295-302.
[4] 王宇, 卢文喜, 卞建民, 侯泽宇. 三种地下水位动态预测模型在吉林西部的应用与对比[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2015, 45(3): 886-891.
[5] 杜润林, 刘展. 基于粒子群优化的细胞神经网络油气重力异常信息提取[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2015, 45(3): 926-933.
[6] 杨丽春, 庞宇斌, 李慎刚. 超长基坑开挖的空间效应[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2015, 45(2): 541-545.
[7] 潘保芝, 石玉江, 蒋必辞, 刘丹, 张海涛, 郭宇航, 杨小明. 致密砂岩气层压裂产能及等级预测方法[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2015, 45(2): 649-654.
[8] 刘博, 肖长来, 梁秀娟. SOM-RBF神经网络模型在地下水位预测中的应用应用[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2015, 45(1): 225-231.
[9] 陈文玲,王振刚,魏美蓉. 锚杆排桩基坑支护效果及其对周围环境的影响[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2014, 44(4): 1269-1275.
[10] 卫凌云,秦胜伍,陈慧娥. 基坑开挖对单桩及群桩回弹位移的影响分析[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2014, 44(2): 584-590.
[11] 鲁功达,晏鄂川,王环玲,王雪明,谢良甫. 基于岩石地质本质性的碳酸盐岩单轴抗压强度预测[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2013, 43(6): 1915-1921.
[12] 陈兴贤,骆祖江,安晓宇,谈金忠,田开洋. 深基坑降水三维变参数非稳定渗流与地面沉降耦合模型[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2013, 43(5): 1572-1578.
[13] 徐黎明,王清,陈剑平,潘玉珍. 基于BP神经网络的泥石流平均流速预测[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2013, 43(1): 186-191.
[14] 晏鄂川, 朱大鹏, 宋琨, 林云钿. 基于数值模拟的三峡库区典型堆积层滑坡变形预测方法[J]. J4, 2012, 42(2): 422-429.
[15] 周晓华, 林君, 陈祖斌, 焦健, 郭同健. 改进的神经网络反演微动面波频散曲线[J]. J4, 2011, 41(3): 900-906.
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
No Suggested Reading articles found!