岩土力学 ›› 2024, Vol. 45 ›› Issue (S1): 496-506.doi: 10.16285/j.rsm.2023.1204
李涛,舒佳军,王彦龙,陈前
LI Tao, SHU Jia-jun, WANG Yan-long, CHEN Qian
摘要: 为了预测深基坑支护桩水平变形的长期发展规律,在卷积神经网络(convolutional neural network,简称CNN)数据空间特征提取基础上,结合长短时记忆神经网络(long and short term memory,简称LSTM)分析数据的时序性和注意力机制(attention mechanism,简称AM)的划分特征权重,构建了能够预测支护桩变形的AM-CNN-LSTM模型。以北京地区某深基坑工程为背景,基于灰色关联方法明确了影响支护桩最大变形的因素,通过构建的模型分析支护桩的单点变形规律,并与反向传播神经网络(back propagation neural network,简称BPNN)、CNN和传统CNN-LSTM模型的预测所得结果进行比较分析。研究结果表明:支护桩最大变形值与深基坑开挖深度、临空天数、支撑内力、土壤性质、桩的尺寸和嵌固深度等因素关联度较高;AM机制显著提升了初始数据信息挖掘深度和变形预测精度,通过梯度下降法不断更新直至满足误差要求;与BPNN、CNN及CNN-LSTM模型相比,AM-CNN-LSTM模型的应用对于支护桩的长期变形预测稳定性较好;通过与实测数据对比,AM-CNN-LSTM模型的预测精度误差在5%~10%以内。
中图分类号: TU46+3| [1] | 宋牧原, 杨明辉, 陈伟, 卢贤锥, . 基于自注意力-循环神经网络模型的盾构引发的土体沉降预测[J]. 岩土力学, 2025, 46(8): 2613-2625. |
| [2] | 郭旭辉, 朱鸿鹄, 吴冰, 高宇新, 胡乐乐, 曹鼎峰, . 基于人工神经网络的黄土含水率光纤被动感测技术研究[J]. 岩土力学, 2025, 46(2): 653-664. |
| [3] | 龚囱, 戚燕顺, 缪浩杰, 肖琦, 熊良锋, 曾鹏, 赵奎, . 考虑裂纹分形维数的平行黏结模型细观参数标定的神经网络模型[J]. 岩土力学, 2025, 46(1): 327-336. |
| [4] | 肖荣军, 马威, 李锋, 袁丽云. 一种深基坑排桩支护结构内力位移矩阵分析法 解答及工程应用[J]. 岩土力学, 2024, 45(S1): 579-595. |
| [5] | 朱斌, 齐吉琳, 李江, 杨玉生, 张屹蕃, 赵博超, . 基于震害调查的土石坝震陷规律和关键影响因素分析[J]. 岩土力学, 2024, 45(S1): 619-630. |
| [6] | 魏星, 陈睿, 程世涛, 朱明, 王子健, . 成都膨胀土地区深基坑降雨稳定性分析与变形预测[J]. 岩土力学, 2024, 45(S1): 525-534. |
| [7] | 龙潇, 孙锐, 郑桐, . 基于卷积神经网络的液化预测模型及可解释性分析[J]. 岩土力学, 2024, 45(9): 2741-2753. |
| [8] | 张文松, 贾磊, 姚荣涵, 孙立, . 基于Self-CGRU模型的地铁基坑周边地表沉降预测[J]. 岩土力学, 2024, 45(8): 2474-2482. |
| [9] | 潘秋景, 吴洪涛, 张子龙, 宋克志, . 基于多域物理信息神经网络的复合地层隧道掘进地表沉降预测[J]. 岩土力学, 2024, 45(2): 539-551. |
| [10] | THENDAR Yoshua, LIM Aswin. 考虑地下连续墙接缝的深基坑RFD系统研究[J]. 岩土力学, 2024, 45(12): 3717-3727. |
| [11] | 李林, 左林龙, 胡涛涛, 宋博恺, . 基于孔压静力触探试验测试数据的原位固结系数物理信息神经网络反演方法[J]. 岩土力学, 2024, 45(10): 2889-2899. |
| [12] | 陈保国, 贾曾潘. 近接建筑荷载作用下阳角型深基坑最佳支撑位置[J]. 岩土力学, 2023, 44(8): 2400-2408. |
| [13] | HANIFAH Hermil Rizki, RAHARDJO Paulus Pramono, LIM Aswin. 砂土地层圆形深基坑三维分析与测斜仪测量[J]. 岩土力学, 2023, 44(4): 1142-1152. |
| [14] | 马恩临, 赖金星, 王立新, 汪珂, 雷升祥, 李储军, 邱军领. 基于控制区间牵引算法的地下施工变形预测[J]. 岩土力学, 2023, 44(2): 577-594. |
| [15] | 虞洪, 陈晓斌, 易利琴, 邱俊, 顾正浩, 赵辉, . 软土修正剑桥模型参数反演及其应用研究[J]. 岩土力学, 2023, 44(11): 3318-3326. |
|
||