大断面矩形顶管始发井基坑监控量测与变形预测

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1、内蒙古科技大学硕士学位论文设计计算得到的变形值与实际变形量相差较大，通过建立绝对准确的力学模型进行计[2]算分析十分困难。因此，寻求一种对基坑变形更为有效的预测方法至关重要。基坑监测所得到的数据蕴涵着系统丰富的演化信息，影响因素与监测数据之间存在着某种映射关系。近些年来许多学者提出动态设计信息化施工方法，即利用施工过程中已经得到的监测数据来预测未知的变形，并反馈给设计、施工单位，通过修改设计和调整施工等来减小后续变形，避免发生事故，保证施工安全顺利进行。该技术的核心在于利用前期监测数据来预测后期变形。目前后期预测仍采用传统概率算法，

2、施工过程中较多的不确定影响因素随着时间推移在不断发生变化，导致该种方法无法得到准确预测值。因此，急需寻求一种更好的解决方法。[3,4]人工神经网络具有解决复杂、不确定、非线性问题的能力，特别适合解决岩土工程问题。在基坑变形预测方面比传统的概率算法有明显优势。有鉴于此，本课题以人工神经网络为手段，用于解决内蒙古科技大学地下过街通道的深基坑监测项目的动态预测问题。利用网络强大的非线性映射能力，用已监测到的数据和变形影响因素作为样本的输入层、输出层向量中的参数，建立设有两道支撑的基坑围护桩深层水平位移的预测模型，实现对基坑围护桩变形的非线

3、性预测。1.2国内外基坑监测研究进展[5]ClausLudwig等使用无线测斜仪对铁路基坑施工现场周边重要建筑进行实时监[6]测。RickWilkins等使用监测机器人和传感器组成的自动监测控制系统对某矿山深基坑的高边坡进行了监测，该系统能够实时自动的采集边坡位移数据，并根据边坡位移的变化速率和阀值进行报警。Y.M.A.Hashash等利用激光对基坑现场进行扫描建模，在基坑建模、模型的图像处理及渲染功能上有了的突破，为激光扫描用于基坑建[7]模奠定了基础，介绍了施工现场的实时监控、自动扫描、空间成像等方面。DebraF.[8]Lae

4、fer等介绍了三维激光扫描技术过程中数据采集、转换及数据挖掘等技术，并提出了将扫描来的三维点阵转换成有限元网格模型的方法，该方法能够将三维激光扫描技术与当前主流的有限元分析方法相结合，将扫描得到的模型经转换导入到数值模拟软件中，从而实现数据的自动采集、实时分析、模拟分析及后期预测等。数据管理系统是在数据采集的基础上发展来的，它将采集到的数据进行管理和分析，从数据中发现其中蕴涵的映射关系并总结数据发展的趋势规律，预测基坑的变形，-2-内蒙古科技大学硕士学位论文及时反馈预测信息，改变施工工况或者设计来减小后续施工中基坑变形量，在基坑后[

5、9]续施工过程中扮演着重要角色。钟正雄等针对基坑变形的特点提出在基坑变形预测中应用实时建模预测时间序列的分析方法，同时运用FoxPro3.0编写了一套基于基坑[10]变形的数据库管理系统。谢伟等提出了基于Web方式的深基坑监测数据采集、处理等的信息化方案，实现了对监测数据的有效管理、分析、处理以及查询，用户可获[11]取监测信息，为基坑的动态设计提供参考。廖益民在广州市地铁五号线与六号线换乘站大坦沙站基坑施工监测过程中，初步探讨了实现基坑监测MIS与GIS集成系统的方法，并研究了施工监测管理信息系统的特点和发展方向。上海某公司针对基

6、坑工[12]程施工监测，利用数据库与互联网技术开发了一套基坑监测管理系统。郑加柱等以VisualBasic6.0为开发平台，运用ADO技术、ActiveX技术、Automation技术及数据库技术，集成了Access、Excel、Surfer等软件及SQL查询语句，开发出了深基坑各项变形监测数据的管理及可视化系统，实现了深基坑监测数据的动态管理、分析、查询及三维动画显示等功能。随着基坑工程施工信息化的深入，很多系统已能够实现基本的数据处理分析。尤其是高级计算机语言的使用，使得数据处理分析成为基坑监测系统发展的趋势。现阶段国内监测系统

7、大多数将数据分析以及后处理作为开发的主题，很多监测系统在数据[13]的智能分析及处理实现上已做到很好。胡友健等介绍了“深基坑工程监测数据处理与预测报警系统”的功能、结构、开发运行环境及其建立方法。该系统对深基坑的各项变形监测数据实施数据库管理，同时选取定性和定量指标对深基坑工程极限状态分析判别与险情预报，是集数据处理、图形绘制、变形预测以及险情分析于一体的系统。[14]张银虎结合实际工程经验，论述了基坑施工变形监测数据处理系统的需求分析、结构设计、功能、特点等，同时设计了一套基坑施工变形监测数据处理系统，实现了数[15]据管理工程化

8、、数据处理集成化、数据查询与分析可视化。黄立人针对现行规范中的监测方法、精度及监测内容已经不能适应不同地质下深基坑施工的要求，介绍变形[16]监测的一些进展。吴京生总结了基坑工程中存在的各种不安全因素、分析了基坑事故原因以及深基坑支护