隧道仰坡设计的ANN方法及应用研究

论文题目: 隧道仰坡设计的ANN方法及应用研究

论文类型: 硕士论文

论文专业: 岩土工程

作者: 陈志雄

导师: 张永兴

关键词: 公路隧道,仰坡稳定因素,仰坡设计,改进神经网络

文献来源: 重庆大学

发表年度: 2005

论文摘要: 随着我国经济的迅速发展,国家财力和人民生活水平的大幅度提高。隧道建设新技术不断出现,对公路隧道的优先选择和建设,日益引起重视。宁绕勿穿的观念得以改变,许多长大隧道不断建成。现在的指导思想是“早进洞,晚出洞”。公路隧道属于地下工程的范畴。由于隧道仰坡地质的结构特征、岩体的性质很难事先准确判定,因而给隧道仰坡的设计和施工方法的确定带来一定的困难。隧道仰坡和围岩之间相互之间的作用规律由于受到围岩地质状况、开挖方式、支护类型、理论模型、计算参数等因素的影响,很难解析给出。因此,其设计结果和实际存在较大的差距甚至导致失败。本文利用人工神经元网络处理非线性复杂关系的优势,将人工神经元网络技术引入到公路隧道仰坡设计中,并对其中的输入输出参数的选择、样本收集与处理、改进BP网络模型的构造进行了重点探讨。通过对样本库的训练检验,对于公路隧道仰坡设计参数的预测取得了满意的效果。本文主要研究内容如下:(1)研究以往公路隧道仰坡设计的实际资料,分析公路隧道仰坡设计的全部客观影响因素,经过分析,确定训练样本库的特征参数,并收集样本资料。(2)利用训练样本库和检验样本,通过人工神经元网络的训练和预测检验,构造一个预测输出与实际相吻合的人工神经元网络模型,并在重庆金开大道岚峰隧道和重庆——水江高速公路南湖隧道中进行检验,就人工神经元网络与传统设计方法进行的仰坡设计结果进行比较分析。(3)利用该人工神经元网络模型,在具体的公路隧道仰坡设计中进行应用,并可以在施工过程中进行随地质条件变化的动态控制设计,进一步完善该网络模型。

论文目录:

中文摘要

英文摘要

1 绪论

1.1 研究目的及意义

1.2 研究现状及存在的主要问题

1.3 本文主要内容

1.4 人工神经元网络理论

1.4.1 人工神经元网络概念

1.4.2 人工神经元网络模型

1.4.3 人工神经元网络学习

1.5 BP（back propagation）神经网络及其算法

1.5.1 BP 算法的基本思想

1.5.2 BP 神经网络的具体学习算法

1.5.3 BP 神经网络样本训练

1.5.4 网络参数确定原则

1.6 BP 网络存在的问题及主要的改进算法

1.7 人工神经元网络在公路隧道仰坡设计的应用优势

1.8 本章小结

2 公路隧道仰坡设计的影响因素分析

2.1 地质因素对仰坡岩体稳定性的影响

2.2 工程、施工因素对仰坡岩体稳定性的影响

2.3 本章小结

3 公路隧道仰坡设计的 ANN 方法

3.1 仰坡岩石影响因素的确定

3.2 训练样本的准备及归一化处理

3.2.1 样本资料的采集

3.2.2 仰坡样本的分类

3.2.3 样本资料归一化处理(定性、定量)

3.3 改进BP 算法的编制

3.3.1 MATLAB 语言的介绍

3.3.2 改进BP 算法的编制

3.3.3 隐含节点数的确定

3.3.4 权值和阀值的初始化

3.3.5 改进BP 神经网络的训练

3.3.6 BP 神经网络仿真输出和逼近结果

3.3.7 输出向量的还原

3.3.8 网络的检验

3.4 本章小结

4 工程应用

4.1 ANN 隧道仰坡预测在南湖隧道的应用

4.1.1 南湖隧道概况

4.1.2 工程地质及水文地质情况

4.1.3 南湖隧道仰坡的ANN 预测

4.2 ANN 隧道仰坡预测在岚峰隧道的应用

4.2.1 岚峰隧道工程概况

4.2.2 工程地质及水文地质情况

4.2.3 岚峰隧道仰坡的ANN 预测

4.3 ANN 公路隧道仰坡设计误差分析

4.4 本章小结

5 结论及进一步研究的建议

5.1 主要结论

5.2 存在问题及进一步研究的建议

致谢

参考文献

附录

独创性声明

学位论文版权使用授权书

发布时间: 2006-12-05

参考文献

• [1].山岭公路隧道洞口施工方法与仰坡支护稳定性分析[D]. 李晨.河北工业大学2015
• [2].预应力锚索在隧道洞口顺层仰坡加固中的应用研究[D]. 乔梁.西安工业大学2018
• [3].高烈度区岩质隧道仰坡的动力响应分析[D]. 张荣荣.兰州交通大学2018
• [4].隧道洞口边、仰坡绿化技术研究[D]. 罗阳明.西南交通大学2004
• [5].单路口交通信号ANN自校正预测控制的研究[D]. 张永韡.兰州理工大学2008
• [6].花石沟隧道洞口仰坡数值模拟及其稳定性分析[D]. 兰旭.华中科技大学2012
• [7].半明半暗条件大跨偏压隧道零仰坡进洞施工风险分析与控制技术研究[D]. 贺威.中南大学2012
• [8].黄土隧道开挖对洞口边仰坡稳定性的影响研究[D]. 张浩亮.兰州理工大学2013

相关论文

• [1].隧道地震反应若干影响因素研究[D]. 吕淑杰.大连理工大学2007
• [2].嘎隆拉隧道初始地应力场的研究[D]. 徐彦举.重庆交通大学2008
• [3].浅埋偏压软弱围岩连拱隧道稳定性研究[D]. 周朝长.重庆大学2006
• [4].大跨浅埋城市轻轨车站隧道施工力学效应研究[D]. 陈竹涛.重庆大学2006
• [5].大跨度小净距公路隧道施工监测及围岩稳定性研究[D]. 胡建明.重庆大学2006
• [6].基于随机理论的浅埋偏压隧道施工控制研究及工程应用[D]. 刘宇.重庆大学2006
• [7].公路隧道施工地质灾害预测预报研究[D]. 夏彬伟.重庆大学2006
• [8].基于有限元和神经网络的隧道结构可靠度研究[D]. 李登新.重庆大学2006
• [9].复杂地质条件下铁路隧道施工技术研究[D]. 孟凡军.西南交通大学2007
• [10].遗传算法在初始地应力场分析计算中的应用[D]. 马斌.天津大学2004

标签：公路隧道论文;  仰坡稳定因素论文;  仰坡设计论文;  改进神经网络论文;