基于灰色神经网络的边坡稳定性预报方法研究

论文摘要

边坡问题是我国岩土工程中的研究热点之一，边坡工程涉及矿山、道桥、水利和建筑等工程领域，是一个复杂的系统工程，其稳定性直接关系到工程的安全。近年来，随着我国经济建设的不断发展，大型工程建设项目日益增多，边坡稳定性问题也越来越受到人们重视。本文研究了BP神经网络模型和灰色系统理论的基本原理，对同一已知边坡取不同样本区间建立GM(1,1)模型，得到不同的预测结果。将多个灰色预测的结果作为输入变量使用BP人工神经网络进行组合，建立了灰色神经网络组合模型并输出预测结果。提出了基于灰色神经网络实例推理的边坡稳定性评价方法，针对边坡的稳定性影响因素的复杂多变性和相当强的不确定性，设计了基于MATLAB软件平台可独立运行组合模型预测程序，建立了边坡实例检索模型，通过对该边坡稳定性影响因素的灰色模型预处理，以及边坡实例的神经网络学习，最终实现了当前边坡的稳定性评价，为边坡稳定性评价提供了一种新的途径。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 论文研究意义
• 1.2 国内外研究的历史与现状
• 1.2.1 监测方法的研究现状
• 1.2.2 预测预报的研究现状
• 1.3 本文的研究目的及内容
• 1.3.1 研究目的
• 1.3.2 研究内容
• 第二章 边坡变形特征及影响因素分析
• 2.1 边坡变形特征和破坏模式
• 2.1.1 边坡岩体的变形特征
• 2.1.2 边坡岩体的破坏模式
• 2.2 边坡稳定性影响因素分析
• 2.2.1 岩体特征因素
• 2.2.2 内部影响因素
• 2.2.3 外部环境影响因素
• 第三章 基于灰色神经网络的边坡稳定性分析组合模型
• 3.1 边坡稳定性分析的灰色系统理论预测模型
• 3.1.1 灰色系统理论基本原理
• 3.1.2 灰色系统理论数理基础
• 3.1.3 灰色关联分析
• 3.1.4 灰色系统模型的建立
• 3.2 基于人工神经网络的边坡稳定性分析模型
• 3.2.1 人工神经网络概述
• 3.2.2 BP 神经网络模型
• 3.2.3 基于遗传算法的 BP 神经网络模型
• 3.2.4 基于 BP 算法的多层前馈网络设计
• 3.3 灰色系统─神经网络组合模型的建立
• 3.3.1 灰色系统─神经网络组合模型基本原理
• 3.3.2 灰色神经网络在边坡稳定性分析中的应用
• 3.3.3 灰色系统─神经网络组合模型预测精度的检验
• 第四章 基于 MATLAB 的灰色神经网络预测程序设计
• 4.1 基于 MATLAB 软件的灰色神经网络系统建模
• 4.1.1 MATLAB 软件简介
• 4.1.2 MATLAB 神经网络工具箱基本函数说明
• 4.1.3 边坡稳定性灰色神经网络组合模型的建立
• 4.2 灰色神经网络预测程序设计
• 4.3 灰色神经网络模型参数选取
• 4.3.1 样本数据导入
• 4.3.2 样本数据预处理
• 4.4 网络训练及误差分析
• 4.4.1 模拟与仿真
• 4.4.2 样本检验及误差分析
• 第五章 灰色神经网络组合模型的工程实例应用
• 5.1 边坡工程地质条件
• 5.1.1 边坡概况
• 5.1.2 地层岩性及水文地质条件
• 5.1.3 地质构造
• 5.2 边坡稳定性影响因素分析
• 5.3 灰色神经网络组合模型在边坡实例中的应用
• 第六章 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 研究展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表论文
• 详细中文摘要
• 详细英文摘要