盾構(gòu)管片結(jié)構(gòu)應(yīng)力混沌時(shí)間序列預(yù)測(cè)模型.pdf

1、盾構(gòu)在始發(fā)、穿越風(fēng)井、接收、聯(lián)絡(luò)通道等重要區(qū)段的施工會(huì)造成管片受力的變化，進(jìn)而引起管片的變形，嚴(yán)重時(shí)會(huì)出現(xiàn)裂縫，導(dǎo)致隧道內(nèi)涌水涌砂現(xiàn)象，發(fā)生災(zāi)難性的后果。目前管片結(jié)構(gòu)應(yīng)力監(jiān)測(cè)技術(shù)日趨成熟，施工安全在一定程度上得到了保障，但在風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對(duì)機(jī)制還不是十分完善的情況下，利用預(yù)測(cè)模型來(lái)爭(zhēng)取到更多的風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對(duì)時(shí)間，可以更好地保證施工安全，減少事故造成的損失。
　　本文以武漢地鐵四號(hào)線盾構(gòu)隧道工程實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，通過(guò)數(shù)據(jù)的初步處理，指出了管片結(jié)構(gòu)應(yīng)

2、力時(shí)序變化的一般規(guī)律。對(duì)管片結(jié)構(gòu)應(yīng)力的影響因素進(jìn)行分析，從定性的角度說(shuō)明了在盾構(gòu)掘進(jìn)過(guò)程中，管片結(jié)構(gòu)應(yīng)力變化具有混沌性。結(jié)合混沌理論與BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)建了混沌時(shí)間序列預(yù)測(cè)模型，將工程實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)代入模型，分析了數(shù)據(jù)的混沌性，并進(jìn)行管片結(jié)構(gòu)應(yīng)力預(yù)測(cè)分析。
　　隨機(jī)選取一個(gè)2000組的管片結(jié)構(gòu)應(yīng)力時(shí)序段作為混沌時(shí)序預(yù)測(cè)的樣本，基于MATLAB軟件，完成管片結(jié)構(gòu)應(yīng)力混沌時(shí)序重要參數(shù)的計(jì)算。其中C-C法算得的嵌入維數(shù)m=5和延遲時(shí)間τ=3，將

3、算得參數(shù)結(jié)合坐標(biāo)延遲法，實(shí)現(xiàn)相空間的重構(gòu)。Wolf法算得的混沌時(shí)序的最大Lyapunov指數(shù)λ=0.6487＞0，驗(yàn)證了時(shí)間序列的混沌性。重構(gòu)后的相空間為BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)提供了輸入層、輸出層數(shù)據(jù)和輸入層節(jié)點(diǎn)數(shù)。根據(jù)嵌入維數(shù)初始化BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。進(jìn)行神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練，得出預(yù)測(cè)結(jié)果，利用MSE（均方誤差）、MPE（平均百分比誤差）、最大最小絕對(duì)誤差、最大最小誤差百分比來(lái)衡量預(yù)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確度，其中MSE=0.0313＜0.05，MPE=0.042％