基于LSTM算法的基坑变形预测

在基坑正常施工的情况下，为准确预测基坑未来一段时间内地下连续墙的水平变形，基于某地铁基坑工程现场监测数据，利用LSTM算法进行模型训练，得到基坑变形预测模型。在前期实测数据的基础上，利用预测模型分别对基坑开挖期、浇筑底板后2种工况下的基坑地下连续墙水平变形进行预测，得到基坑地下连续墙的变形预测值，并结合其他预测模型的预测结果进行误差对比分析。结果表明： 相比于BP预测模型和灰色预测模型，LSTM预测模型具有更高的准确性。通过对多测点多工况的进一步预测验证，证明了该模型的稳定性和可靠性。     

灰色-马尔科夫模型在边坡位移变形预测中的应用

以湖南省怀新(怀化—新晃)高速公路K1469+545—745边坡为研究对象,分别采用灰色GM(1,1)和灰色-马尔科夫模型对边坡位移实测数据进行建模分析,计算边坡位移变形预测值,并分析两种模型的预测精度,进而确定两种模型的预测适用时间。结果显示,灰色GM(1,1)模型适用于4个月内边坡位移预测;灰色-马尔科夫模型可用于9个月内边坡位移预测,且预测时间内边坡稳定。     

基于灰色马尔可夫的市政道路路面使用性能预测

路面使用性能是市政道路的全生命周期管理养护的重点,为了对路面使用性能进行精准预测,针对现有路面使用性能衰减影响因素众多、实测数据随机性和波动性较大等特点,基于灰色系统理论,运用新陈代谢的思想,建立了新维灰色理论模型,随后用马尔可夫链理论优化新维灰色理论模型的预测值,最终得到了灰色马尔可夫预测模型。结合西安市某市政道路路段2012年～2018年常用路面使用性能检测指标的实测数据,以路面行驶质量指数RQI为例,对传统灰色理论模型、新维灰色理论模型和灰色马尔可夫预测模型的预测效果进行对比分析,结果表明：与RQI实测值相比,灰色马尔可夫模型预测值的平均相对误差最小,仅为0.41%,预测精度最高。     

基于Kalman滤波的灰色神经网络边坡预测

为了提高高速公路边坡预测的准确性,全面反映边坡监测点的运动状态与边坡位移的沉降趋势,针对边坡变形监测的数据特征,结合某高速公路边坡变形实例,利用Kalman滤波方法减小甚至消除噪声,从而提取出能反应边坡主体变形特性的有用信号,并对滤波后的监测序列进行GM(1,1)变形预测;利用遗传算法优化的BP神经网络对残差进行修正,得到最终的边坡位移沉降预测值。研究结果表明,所得到的预测结果较其他模型有优势,很好地解决了真实位移变化情况的还原问题,为边坡数据处理与预测提供了一个好方法。     

隧道洞口边坡变形的多阶段递进预测研究

为及时掌握隧道洞口边坡的变形规律,保证隧道进洞过程的安全,采用小波变换剔除变形序列中的误差信息,将原始序列分解为趋势项和误差项序列,并采用PSO-LSSVM模型和ARMA模型分别对趋势项和误差项进行预测,将两者叠加即得到边坡的综合变形预测值,再利用马尔科夫链建立预测误差的修正模型,进一步提高预测精度。对预测模型进行实例分析,结果表明： sym9小波函数、启发式阈值标准、硬阈值选取标准及10层小波分解的去噪效果较优,且通过综合预测,得到边坡变形预测结果的相对误差均值为1.03%,方差值为0.042 6,预测精度和稳定性较高,验证了预测模型的有效性。     

基于灰色马尔可夫链的桥梁荷载随机过程交通量预测

为了克服灰色预测方法的不足,在灰色模型预测方法的基础上,提出灰色马尔可夫链桥梁荷载随机过程交通量预测模型,该模型的灰色预测曲线能反映交通量历史发展趋势,马尔可夫预测可反映随机波动性对交通量预测的影响,从兼顾了趋势值和波动性两方面因素对预测结果的作用,能克服单一预测模型在交通量预测中的局限性,并可结合交通量实际情况,能实现准确、综合预测交通量的目的。在现有交通量统计资料的基础上,对该模型进行了精度检验,并预测出了2007年的交通量。实例计算分析表明,模型精度良好,预测结果与实际状态基本相符,利用灰色马尔可夫理论进行交通量预测是一种行之有效的方法。     

基于GM（1，1）模型的高速公路边坡变形预测

基于边坡变形监测信息具有一定的灰色特征,应用灰色系统理论的原理和方法,建立了边坡变形预测等步长与非等步长GM（1,1）预测模型。采用GM（1,1）模型对衡桂高速公路某典型边坡段测斜管监测变形监测数据进行预测,预测结果与实测结果较为一致,表明了本文建立的灰色预测模型具有较好的可行性和适用性。     

道路交通事故灰色马尔可夫预测模型

在道路交通事故灰色预测的基础上，引入马尔可夫链预测理论，建立道路交通事故灰色马尔可夫预测模型。道路交通事故灰色马尔可夫预测兼有灰色预测和马尔可夫链预测的优点，模型克服了随机波动性数据对道路交通事故预测精度的影响，拓宽了灰色预测的应用范围。实例计算证明：道路交通事故灰色马尔可夫预测模型预测精度高于GM(1，1)模型预测精度，模型可以用于道路交通事故预测。     

基于改进新维灰色预测模型的沥青路面结构承载能力评价指标预测方法研究

分析了新维灰色模型预测路面承载能力评价指标的可行性,选取陕西省某条高速公路路段2012年至2016年弯沉检测数据建立传统新维灰色预测模型,引入残差对传统新维灰色预测模型进行改进,运用马尔可夫状态转移矩阵来判断残差预测值在时的符号,建立改进残差新维灰色马尔可夫预测模型,提高了预测精度。并对该路段2017年沥青路面承载能力评价指标进行了预测,并根据预测结果提出养护建议。     

基于递进复合式组合预测模型的软岩隧道大变形预测研究

为实现对隧道大变形发展趋势的判断,达到优化现场施工,避免出现施工安全问题的目的,采用LS-SVM和优化GM(1,1)模型对隧道变形进行预测,并以误差平方和为指标,将两者的预测结果进行组合,再进一步利用BP神经网络对前者的预测误差进行修正,以实现综合预测。通过实例检验,得到最小二乘法对支持向量机的优化效果要优于对灰色模型的优化效果,且误差修正模型能进一步有效地提高预测精度,使预测值与实测值更为接近;同时,通过本文的预测结果,得到后4个周期的变形仍具有持续变形的趋势,应采取有效措施,避免工程事故的发生。本文预测模型具有较好的预测精度及适用性,对隧道大变形研究具有一定的参考意义。     

基于灰色理论的土质路堑边坡位移预测

土质路堑边坡失稳破坏往往表现为土体位移。以重庆铜合高速公路K22＋770-K22＋965段路堑边坡位移预测为例,对基于灰色理论构建的土质路堑边坡位移预测灰色模型进行介绍,并将预测值与实测数据进行比较,结果表明其准确度高。在此基础上建立位移随监测时间变化的响应函数,其适用性强,可作为土质路堑边坡位移预测的经验公式。     

季节性冻土的水-热-力建模与数值分析

为了防治季节性冻土区由水-热-力相互作用引起的道路病害,对季节性冻土水-热-力耦合问题进行了研究。根据季节性冻土的特点,重点考虑了基质势和压力势与温度的关系,给出了季节性冻土水-热-力三场耦合的数学模型,并将耦合问题归结为求解一个非线性、非稳态温度场微分方程,含水量、应力及蠕变变形都可以在温度求解以后算出。详细推导了该方程的数值解法,包括有限元方程、时间域离散及迭代方法。最后对国道G109橡皮山段季节性冻土区公路路堤进行了数值模拟,对计算值与实测值做了对比。结果表明:采用水泥加固砂砾垫层的对比断面与采用砂砾垫层的原断面相比,其温度更低,含水量及预测的路面变形量更小。     

基于指数平滑技术的灰色沉降预测模型及应用

GM(1,1)模型是沉降预测中应用较为广泛的模型之一,在实际应用当中发现其预测效果有时候较差甚至完全失效。将指数平滑技术引入到灰色预测模型中,该方法既充分利用了观测序列中的有用信息,又大大减少其随机性,将平均斜率法对灰色模型的背景值计算方法进行了改进,将原始观测数据序列变换成规律性强的呈指数变化的序列。某公路试验段实测沉降数据计算表明,新方法有满意的拟合和预测效果,为提高建模精度提供了新的途径。     

基于灰色系统的桥梁长期变形预测研究

针对大跨径预应力混凝土箱梁桥长期变形影响因素众多,影响机理不明确,计算理论不完善的现状,基于灰色预测理论,以虎门大桥辅航道桥的实测挠度数据为基础,建立桥梁长期变形预测系统,计算结果表明:只要对原始数据作合理的处理,预测系统计算得出的数据精度完全能够满足工程需求,这为桥梁长期变形控制提供了一种依据.     

受偏压隧道影响边坡加固的数值分析

针对隧道工程建设中切坡引起边坡及隧道的变形,其稳定性受到不同程度的影响,采用三维有限差分计算程序FLAC30分析挖方边坡和坡顶隧道联合稳定性.通过对未开挖、未加固边坡进行数值模拟计算,得到水平位移和最大、最小主应力分布特征,分析其潜在滑动面和隧道围岩受拉影响区,确定其加固范围.根据抗滑桩受力特点,经比选,采用单排抗滑桩加固隧道边坡.数值计算结果表明:有限差分法能获得单排抗滑桩的合理设计和边坡坡脚及坡面受力情况,同时还能得到隧道围岩拉压应力的分布及优化覆盖层厚度,数值计算与工程监测数据吻合.     

坡顶存在需保护建筑物的边坡防护设计与施工研究

当坡顶有重要建筑物需保护时，边坡防护的支护方案，除应保证边坡整体稳定外，还应特别注意控制边坡变形对坡顶建筑物产生的危害。边坡变形计算复杂，与支护结构类型及施工开挖方法等因素相关，如何通过控制变形允许值来确定最优支护方案通常只能依据地区工程经验。通过分析岩面以上均匀土体的整体下滑力来计算各支护模型的内力及变形，在均满足整体稳定性的要求下，比较多种支护结构的变形值，从而确定满足变形允许值的最优方案，并通过采用特殊施工方法，变形监测等措施保障支护方案顺利实施，经施工期间和竣工后两年观测，边坡稳定，受保护房屋安全，由此总结出将桩顶微距离位移控制值作为支护方案评价指标可行。     

毕威高速公路某边坡变形机制及数值模拟

以贵州毕威高速公路某边坡为例,通过对现有变形特征及路堑边坡开挖形成的临空条件分析,得到坡体的变形机制为:蠕滑-局部拉裂,并已进入匀速蠕滑阶段。运用ANSYS软件建模,运用FLAC3D数值软件计算其主剖面开挖边坡在暴雨工况下的应力-应变分布情况。结果表明:基覆界限附近已形成软弱带,部分土体发生剪切破坏;需尽快放坡并对边坡进行抗滑支挡及设置排水措施,否则软弱带会进一步发展成滑面,导致坡体失稳破坏。     

基于时间序列分析的公路降雨型滑坡位移预测

基于公路降雨型滑坡位移远程实时监测数据，从分析降雨型滑坡阶跃型变形规律出发，将滑坡总位移分解为受不利地质条件影响的趋势项位移以及受降雨影响的周期项位移，采用时间序列分析方法将两者叠加构建降雨型滑坡位移预测模型。对滑坡趋势项位移采用灰色等维新息模型进行预测，对周期项位移采用自回归模型进行预测，将两者预测值组合得到滑坡总位移预测值。以湖南娄新高速公路某滑坡实时监测预警为例，采用该模型对比分析了滑坡实测与预测时间位移曲线，表明该模型预测效果较好，能体现降雨型滑坡位移变化趋势，具有较好的应用前景。     

西南某铁路软岩路堑开挖变形特征分析

以西南某铁路车站软岩路堑开挖为对象,通过监测施工动态与建立FLAC3D数值模型,分析软岩路堑开挖变形特征.研究表明:开挖导致基底中部下伏浅部地层先期沉降,后期回弹,数值量级较小;软岩开挖变形在发育较好的层理面特征鲜明;模拟得到基面中部与边坡坡脚位移和应力与开挖步数的关系,开挖导致的基面变形具有差异性,且与实际监测数据吻...