›› 2010, Vol. 31 ›› Issue (6): 1877-1883.

• 岩土工程研究 • 上一篇    下一篇

基于数据再生与空间重构的岩土体变形行为预测

董 辉1,杨珺博1,傅鹤林2,聂春龙2, 3   

  1. 1. 湘潭大学 土木工程与力学学院,湖南 湘潭 411105;2. 中南大学 土木建筑学院,长沙 410075;3. 南华大学 城市建设学院,湖南 衡阳 421001
  • 收稿日期:2009-08-29 出版日期:2010-06-10 发布日期:2010-06-25
  • 作者简介:董辉,男,1976年生,博士,讲师,主要从事GIS与智能岩土信息技术方面的研究。
  • 基金资助:

    湖南省科技计划基金(No. 2009SK3146);湘潭大学自然科学基金(No. 08XZX32)。

Research on prediction of rock and soil’s deformation behavior based on data reproduction and space reconstruction

DONG Hui1,YANG Jun-bo1,FU He-lin2,NIE Chun-long2, 3   

  1. 1. College of Civil Engineering and Mechanics, Xiangtan University, Xiangtan, Hunan 411105, China; 2. School of Civil and Architectural Engineering, Central South University, Changsha 410075, China; 3. College of Urban Construction, South China University, Hengyang, Hunan 421001, China
  • Received:2009-08-29 Online:2010-06-10 Published:2010-06-25

摘要:

针对岩土体变形行为预测中观测数据的有限性以及信息的不完备性,提出以分段插值或Boostrap重采样对有限观测数据再生以增强数据细节信息,以坐标变换或状态空间重构改变时序数据的表示形式,并重写原有不显著的规律的研究方法。在深入分析方法中重采样、混沌辨识、相空间重构的嵌入维数和延迟时间等关键技术的基础上,分别采用支持向量机、径向基函数前向型神经网络(RBF)以及反馈型神经网络(Elman),对3组不同特征工程算例的岩土体变形时序在数据再生和空间重构前后进行预测对比研究。结果表明,变形时序的数据再生与重构能够极大地扩充数据细部特征信息和凸显岩土体变形演化的本质规律,以此数据建立的SVM预测模型,其可靠性和准确性优于以原始数据SVM、RBF和Elman建模预测效果。

关键词: 数据再生, 空间重构, 变形行为, 预测

Abstract:

A piecewise linear interpolation and Boostrap resample methods are introduced to enrich information of deformation monitoring data in detail and enlarged data capacity. Moreover, the coordination transforms or space reconstruction is also used to change data representation and rewrite indistinct patterns or rules of monitor data in order to enhance the finiteness and incompleteness of sample data in process of prediction modeling for deformation behavior on rock and soil system. The efficiencies of new ideas are tested by the comparative studies of prediction with support vector machine (SVM), RBF and Elman neural network for deformation behavior of 3 typical projects of which the monitor data are deal back and forth with reproduction and space reconstruction. The results show that the approach method can effectively extend data information and highlight essential laws of evolution. Specifically, the SVM prediction model based on data representation is superior to SVM, RBF and Elman model which directly used monitor data. The data reproduction and space reconstruction can thus be utilized to more server deformation prediction of rock and soil.

Key words: data reproduction, space reconstruction, deformation behavior, prediction

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