岩土力学 ›› 2023, Vol. 44 ›› Issue (2): 577-594.doi: 10.16285/j.rsm.2022.0365
马恩临1,赖金星1,王立新2,汪珂2,雷升祥3,李储军2,邱军领1
MA En-lin1, LAI Jin-xing1, WANG Li-xin2, WANG Ke2, LEI Sheng-xiang3, LI Chu-jun2, QIU Jun-ling1
摘要: 变形是地下结构施工安全状态的重要评价指标。针对数据驱动变形预测方法中地下施工动态影响因素难以量化这一问题,提出了基于控制区间牵引算法的地下施工变形预测模型。以双向长短时记忆网络(Bi-LSTM)对变形监测时间序列进行预测,以数值模拟在关键施工阶段处的结果为牵引点。根据实测值随阶段更新牵引点,并基于注意力机制双向长短时记忆网络(Bi-LSTM-AM)以牵引点修正数据驱动模型在控制区间的预测结果,实现更准确、更智能的地下施工变形预测。设置牵引相对权重,使模型可自适应判断当前合理牵引程度,准确融合了Bi-LSTM与数值模拟的结果。通过相关历史案例与数据,验证了牵引预测模型的有效性。依托西安市西咸新区丰镐三路地下通道上跨地铁1号线自动化监测实例,采用牵引算法预测了地下结构变形。结果表明:在关键施工阶段处,牵引作用改善了数据驱动预测方法存在的滞后问题,各阶段误差平均降低了24.34%;不断优化的牵引点逐渐趋近真值,降低了数值模拟出现偏差时造成的影响。该方法可为地下施工变形预测问题提供新途径。
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[1] | 李术才, 李利平, 孙子正, 刘知辉, 李梦天, 潘东东, 屠文锋, . 超长定向钻注装备关键技术分析及发展趋势[J]. 岩土力学, 2023, 44(1): 1-30. |
[2] | 张振坤, 张冬梅, 李江, 吴益平, . 基于多头自注意力机制的LSTM-MH-SA滑坡 位移预测模型研究[J]. 岩土力学, 2022, 43(S2): 477-486. |
[3] | 仉文岗, 顾鑫, 刘汉龙, 张青, 王林, 王鲁琦, . 基于贝叶斯更新的非饱和土坡参数概率 反演及变形预测[J]. 岩土力学, 2022, 43(4): 1112-1122. |
[4] | 郭健, 陈健, 胡杨. 基于小波智能模型的地铁车站基坑变形 时序预测分析[J]. 岩土力学, 2020, 41(S1): 299-304. |
[5] | 张晋勋, 亓轶, 杨昊, 宋永威. 北京砂卵石地层盆形冻结的温度场扩展规律研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(8): 2796-2804. |
[6] | 王忠凯, 徐光黎. 盾构掘进、离开施工阶段对地表变形的 影响范围及量化预测[J]. 岩土力学, 2020, 41(1): 285-294. |
[7] | 胡帅伟, 陈士海, . 爆破振动下围岩支护锚杆动力响应解析解[J]. 岩土力学, 2019, 40(1): 281-287. |
[8] | 董志宏, 钮新强, 丁秀丽, 翁永红, 黄书岭, 裴启涛, 张 练, . 乌东德左岸地下厂房洞室群施工期 围岩变形特征及反馈分析[J]. 岩土力学, 2018, 39(S2): 326-336. |
[9] | 孟 蒙,陈智强,黄 达,曾 彬,陈赐金,. 基于H-P滤波法、ARIMA和VAR模型的库区滑坡位移综合预测[J]. , 2016, 37(S2): 552-560. |
[10] | 王志丰 ,沈水龙,谢永利,. 水平旋喷桩施工引起周围土体变形分析[J]. , 2016, 37(4): 1083-1088. |
[11] | 裴启涛,丁秀丽,卢 波,黄书岭,付 敬,韩晓玉. 考虑地应力分布形式的坝址区初始应力场二次反演方法[J]. , 2016, 37(10): 2961-2970. |
[12] | 周 超 , 殷坤龙 , 黄发明,. 混沌序列WA-ELM耦合模型在滑坡位移预测中的应用[J]. , 2015, 36(9): 2674-2680. |
[13] | 王迎超 ,靖洪文 ,张 强 ,蔚立元 ,徐智敏,. 基于正态云模型的深埋地下工程岩爆烈度分级预测研究[J]. , 2015, 36(4): 1189-1194. |
[14] | 伍国军 ,陈卫忠 ,谭贤君 ,杨典森,. 基于拉丁超立方抽样的有限元可靠度程序开发及应用[J]. , 2015, 36(2): 550-554. |
[15] | 乔丽苹 ,刘 杰 ,李术才 ,王者超 ,姜彦彦 ,王子豪,. 地下工程开挖面空间效应特征研究及应用[J]. , 2014, 35(S2): 481-487. |
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