[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于深度學(xué)習(xí)的深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形預(yù)測(cè)的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010345711.8
• 申請(qǐng)日: 2020-04-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111680343B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-12-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐楊青;張二勇;江威
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中煤科工集團(tuán)武漢設(shè)計(jì)研究院有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G06F30/13
• 分類(lèi)號(hào): G06F30/13;G06F30/27;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 武漢知產(chǎn)時(shí)代知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42238
• 代理人: 金慧君

1.一種基于深度學(xué)習(xí)的深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形預(yù)測(cè)的方法，其特征在于：包括以下步驟：

S101：分析影響深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形的因素，確定若干最重要的影響因子，根據(jù)影響因子的采樣頻率將該若干最重要的影響因子分為動(dòng)態(tài)影響因子和靜態(tài)影響因子，并對(duì)所述若干最重要的影響因子的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行初始化和歸一化處理；

S102：構(gòu)建張量生成器，按照預(yù)設(shè)的回溯期及預(yù)測(cè)期，將所述若干最重要的影響因子的歷史數(shù)據(jù)分別生成訓(xùn)練數(shù)據(jù)、驗(yàn)證數(shù)據(jù)和測(cè)試數(shù)據(jù)的張量及形變量；

S103：構(gòu)建卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與長(zhǎng)短期記憶網(wǎng)絡(luò)耦合的深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)模型，其中卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分支輸入靜態(tài)影響因子的張量，長(zhǎng)短期記憶網(wǎng)絡(luò)分支輸入動(dòng)態(tài)影響因子的張量；

S104：將訓(xùn)練數(shù)據(jù)及驗(yàn)證數(shù)據(jù)的張量輸入深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)模型中進(jìn)行訓(xùn)練，滿(mǎn)足預(yù)設(shè)條件后，得到并保存訓(xùn)練好的深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)模型；

S105：將測(cè)試數(shù)據(jù)的張量輸入訓(xùn)練好的深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)模型中，以驗(yàn)證預(yù)測(cè)精度；將實(shí)際獲得的若干最重要的影響因子張量輸入到最終的深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)模型，對(duì)深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形進(jìn)行預(yù)測(cè)，輸出得到深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的形變量，以便工作人員及時(shí)進(jìn)行修護(hù)。

2.如權(quán)利要求1所述的一種基于深度學(xué)習(xí)的深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形預(yù)測(cè)的方法，其特征在于：步驟S101中，從水文地質(zhì)、空間幾何、圍護(hù)支撐結(jié)構(gòu)體系、施工條件、施工荷載、基坑暴露情況和周邊環(huán)境七大類(lèi)因素進(jìn)行分析影響深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的因素；從七大類(lèi)因素中篩選出最重要的14個(gè)影響因子，這14個(gè)影響因子分別為地質(zhì)條件、水文條件、測(cè)斜孔所在邊長(zhǎng)度、測(cè)斜孔所在邊長(zhǎng)與基坑寬之比、基坑開(kāi)挖深度、圍護(hù)結(jié)構(gòu)類(lèi)型、圍護(hù)支撐應(yīng)力、圍護(hù)結(jié)構(gòu)入土深度、降水、荷載情況、基坑開(kāi)挖暴露時(shí)間、周邊動(dòng)載、周邊靜載、周邊沉降；

根據(jù)深基坑監(jiān)測(cè)規(guī)范，不同影響因子具有不同的觀測(cè)頻率，根據(jù)觀測(cè)頻率將上述14個(gè)影響因子分為兩大類(lèi)：動(dòng)態(tài)影響因子和靜態(tài)影響因子；其中靜態(tài)影響因子包括：地質(zhì)條件、水文條件、測(cè)斜孔所在邊長(zhǎng)度、測(cè)斜孔所在邊長(zhǎng)與基坑寬之比、圍護(hù)結(jié)構(gòu)類(lèi)型和圍護(hù)結(jié)構(gòu)入土深度；動(dòng)態(tài)影響因子包括：基坑開(kāi)挖深度、圍護(hù)支撐應(yīng)力、降水、荷載情況、基坑開(kāi)挖暴露時(shí)間、周邊動(dòng)載、周邊靜載和周邊沉降。

3.如權(quán)利要求1所述的一種基于深度學(xué)習(xí)的深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形預(yù)測(cè)的方法，其特征在于：步驟S101中，歸一化的過(guò)程為：對(duì)各影響因子進(jìn)行賦值，有實(shí)際觀測(cè)值的根據(jù)實(shí)際觀測(cè)值進(jìn)行賦值，無(wú)觀測(cè)值的通過(guò)經(jīng)驗(yàn)值進(jìn)行賦值，靜態(tài)影響因子在觀測(cè)過(guò)程中保持不變，動(dòng)態(tài)影響因子觀測(cè)頻率平均一天兩次，即間隔12小時(shí)；根據(jù)各類(lèi)觀測(cè)值的取值范圍對(duì)各影響因子的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化至[-1,1]區(qū)間內(nèi)，按照時(shí)間順序?qū)⒏黝?lèi)影響因子連接構(gòu)建成動(dòng)態(tài)影響因子數(shù)組和靜態(tài)影響因子數(shù)組。