基于智能算法的盾构施工地表沉降预测研究

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1、密级：公开戀＾糸＊Ａ遠处《Ｕ’ＳＨＨＩＡＺＨＶＡＮＧＴ！ＥＤＡＯｌＮＩＶＨＵＳｉＴＹ工学硕击学位论文基于智能算法的盾构施工地表沉降预测研究ＳｔｕｄｙｏｎＰｒｅｄｉｃｔｉｎｔｈｅＳｕｒｆａｃｅＳｅｔｔｌｅｍｅｎｔｆｏｒＳｈｉｅｌｄｇＴｕｎｎｅＨｎｇＢａｓｅｄｏｎｉＲｔｅＨｉｇｅｎｔ：Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ培养单位：别械工程学院专业：车辆工程巧究生：季雁鹏指导教膊：郭如江教授二０—五年一月独创性声明本人声明所呈交

2、的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加Ｗ标注和致谢的地，也方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果不包含为获得石家庄铁道大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料一。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。扣化．日期．／＞签名：考廟族：／关于论文使用授权的说明本人完全了解石家庄铁道大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部口送交论文的复印件和电子版本，允

3、许论文被查阅和借阅，同意学校将论文加入《中国优秀博硕±学位论文全文数据库》和编入《中国学位论文全文数据库》。本人授权石家庄铁道大学，可采用影印、缩印或其他复制手段保存论文，可公布论文的全部或部分内容。（保密的论文在解密后应遵守衣此化规定）作者签名：毒禹贿务日期：／．／＞导师签名：Ａ－Ｖ日期：Ｗ密级：公开工学硕士学位论文基于智能算法的盾构施工地表沉降预测研究StudyonPredictingtheSurfaceSettlementforShieldTunnelingB

4、asedonIntelligentAlgorithm培养单位：机械工程学院专业：车辆工程研究生：季雁鹏指导教师：郝如江教授二〇一五年一月摘要摘要盾构法隧道施工凭借其自动化程度高、对环境影响小等特点逐渐成为主流的地铁隧道施工方式。由盾构施工引起的地表沉降对周围的建筑物、地下管线等影响较大，如不对其进行有效控制，可能会引起重大的安全事故。本文首先介绍了盾构施工地表沉降预测在国内外的研究概况，详细叙述了土压平衡盾构机的结构和工作原理，介绍了北京地铁6号线二期工程东小营站~东部新城站为工程概况，研究了地

5、表沉降的机理和发展历程。针对研究对象，本文选用BP神经网络和小波神经网络技术进行研究。在充分考虑盾构施工地表沉降的机理基础上，选取了对地表沉降较为敏感的参数，建立神经网络预测模型。通过对施工现场获得了较多的监测数据进行整理，最终选取一定数量的实验和预测样本，并使用已经建立的神经网络模型进行沉降预测研究。为了达到较好的参数优化目的，本文首先选用蚁群算法，但优化效果易受到蚁群算法收敛速度慢、搜索停滞等缺陷影响，故使用一种收敛速度和稳定性都较好的差分进化算法与其结合来增强算法的性能。通过建立差分进化蚁

6、群神经网络模型，分别对BP神经网络和小波神经网络的初始权值、阈值(伸缩参数和平移参数)进行优化，同时对比了差分进化蚁群算法相对于基本蚁群算法在收敛速度和求解精度方面的优势。论文在最后使用优化后的BP神经网络和小波神经网络分别进行沉降预测，对比了两种模型在收敛速度和预测精度等方面的差异。结果显示，两种模型的预测结果均在工程实际允许范围内，具有较高的参考价值。在实际应用中，应针对各自特点，根据工程具体情况进行选取。论文的研究工作对隧道盾构施工的质量和进度提高均具有较高的应用价值。关键词：BP神经网络

7、；小波神经网络；差分进化蚁群；盾构施工；沉降预测AbstractAbstractShieldtunnelingisbecomingthemainstreamofthesubwaytunnelconstructionmethods.Ithashighdegreeofautomationandlessenvironmentalimpact.Thesurfacesettlementcausebyshieldtunnelinghasagreatinfluenceonundergroundpipeline

8、sandbuildingssurround.Itmaycausemajorsecurityincidentswithouteffectivecontrol.Thepredictionofsurfacesettlementresearchstatuswasintroducedinthispaper.ThestructureandworkingprincipleofEarthPressureBalancedshieldmachinewereelaboratedindetail.Theprojecto