[發明專利]一種臨近構筑物的基坑靜態爆破的振速預測方法

有效

• 申請號: 201810162608.2
• 申請日: 2018-02-27
• 公開（公告）號: CN108399296B
• 公開（公告）日: 2020-04-21
• 發明（設計）人: 許夢飛;姜諳男;鄭世杰;楊銳;郭樹勛;薛永鋒;李興盛;侯拉平;李玉紅
• 申請（專利權）人: 大連海事大學
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06N3/00;G06N3/08
• 代理公司: 大連至誠專利代理事務所(特殊普通合伙) 21242
• 代理人: 楊威;涂文詩

本發明公開了一種臨近構筑物的基坑靜態爆破的振速預測方法，該方法使用遺傳神經網絡對靜態爆破影響范圍內的振速進行預測，具體地，以地質強度指標GSI、巖石軟硬程度m_i、巖石擾動程度D、裝藥量G和裝藥孔距離臨近構筑物或管線的距離d為輸入參數，基于正交設計原理獲得樣本輸入參數分布，并利用TNT當量法將液態二氧化碳破巖裝置等效為TNT炸藥模型，從而使用LS?DYNA軟件計算生成樣本輸出參數，用訓練樣本集對遺傳神經網絡進行訓練，得到輸入參數與輸出參數的映射關系，應用該映射關系可以實現對工程實際中的振速預測。

技術領域

本發明涉及建筑領域，更具體地，涉及一種臨近構筑物的基坑靜態爆破的振速預測方法。

背景技術

基坑開挖過程遇到高巖面硬巖地層時，需要采用爆破開挖方式對硬巖進行破除。傳統爆破法屬于特種作業，需要專業隊伍和嚴格審批，施工成本高且對周圍環境有較大的危害。此外，城市基坑開挖臨近既有建筑物，又有地下管線，采用爆破開挖方式勢必對其造成影響，嚴重時會造成人員財產損失。

液態二氧化碳爆破技術是一種新爆破技術，其利用液態二氧化碳在受熱時迅速氣化膨脹并釋放足夠的爆破能量，造成巖體或煤體破裂，取代炮采過程中的雷管炸藥。液態二氧化碳在爆破時，體積膨脹600倍以上，爆破壓力可控，整個爆破過程在毫秒時間內完成，并且微振動、無飛石，不需要產生明火，爆破釋放的二氧化碳氣體對環境無危害，因此，液態二氧化碳爆破技術是一種安全、可控、效率高的新技術。

在應用液態二氧化碳爆破技術進行爆破時，需要設置爆破參數，因此，需要一種有效的爆破預測方法，對爆破振速進行快捷有效的預測，并依據國家標準對爆破危害進行評估，合理調整爆破參數，確保施工過程安全進行。

利用傳統數值計算對爆破振速進行預測，對計算人員素質要求高，計算周期長，且針對不同工況需要設置不同參數進行重復計算，不能滿足現場施工要求。

發明內容

本發明的目的在于提供一種臨近構筑物或管線的基坑靜態爆破的振速預測方法，通過使用遺傳神經網絡對靜態爆破影響范圍內的振速進行預測。

為實現上述目的，本發明的技術方案如下：

一種臨近構筑物或管線的基坑靜態爆破的振速預測方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟S1：確定參數取值范圍，所述參數包括地質強度指標GSI、巖石軟硬程度m_i、巖石擾動程度D、裝藥量G和裝藥孔距離臨近構筑物或管線的距離d；

步驟S2：將所述步驟S1中各參數在其參數范圍內取值，并計算得到振速，產生訓練樣本集，訓練樣本集中每個訓練樣本的輸入參數為所述步驟S1中各參數，輸出參數為振速；

步驟S3：建立BP神經網絡模型，以所述步驟S1中各參數為BP神經網絡模型的輸入層，以所述步驟S2中計算得到的振速為BP神經網絡模型的輸出層，以個體預測誤差為適應值評價模型的預測能力，在群體多樣性測度大于群體多樣性測度給定值時，使用差異進化算法搜索BP神經網絡最佳連接權值，在群體多樣性測度小于群體多樣性測度給定值時，使用模式搜索方法搜索BP神經網絡最佳連接權值，在滿足結束條件后完成搜索，輸出BP神經網絡最佳連接權值；

步驟S4：使用步驟S3中所述的BP神經網絡最佳連接權值，并輸入步驟S1中所述各參數，得到預測振速。

優選地，所述步驟S3中，所述群體多樣性測度的計算公式為

其中L為個體二進制編碼的長度，N為群體規模，a_lj為群體中第j個個體第l位置的二進制編碼。