基于数据分析的地表沉降预测新研究-应用数学专业论文.docxVIP

叶1山大学应用数学硕J．学位论文with 叶1山大学应用数学硕J．学位论文 with a solid theoretical foundation will be improved and perfected in the following positivist researches． Keywords：subsiding；predict；major composition；nerve net；support vector machine 111 中山大学府用数学砸L学位论文第1章引言 中山大学府用数学砸L学位论文 第1章引言 1．1研究的意义 地下空间作为城市的重要资源，在发达国家得到了多方面的应用，随着我国 经济的快速发展，城市地F空间的开发利用已经受到广泛重视，城市地下工程的 兴建已经成为一种趋势．作为缓解交通阻塞、减少环境污染之重大举措之一的地 下铁路建设，在我国已步人快速发展阶段．我围从1965年开始修建地F铁道，至 今已有北京、天津、上海、广州、深圳、{弗IIl、南京、大连、成都、重庆、武汉 等城市地铁或投入运营或正在建设实施中．尤其值得关注的是广州地铁的建设， 目前己部分建成并通车的有1～4号线，5～9号线也己规划且在建设中，按照远期 规划，广州地铁还有lO、11、12、13、14号线．从广州市城市建设规划部门的信 息得知，未来5年广州将平均每年建成的地铁将达至lJ30多公里，至rJ20lO年将开通 地铁超过2001an．届时广州地铁承担的公交客流将从目前的10％提高到50％，每天 将有250万以上的旅客选择乘坐地铁．广州，这座古老而又年轻的城市，正乘着 地铁，向一个生机勃勃的现代化大都市的未来高速开进! 然而，在地铁工程的施工中，地表沉降事故发生的概率很高．以深圳地铁一 号线的建设为例，在施工工期内，地面沉降事故占总事故的25％．城市地铁工程 一般位于城市的繁华地段，周围建筑物密集、各种地下管线纵横复杂交错，一旦 沉降事故发生，将可能造成建筑物开裂、倾斜，地下管线断裂等事故．影响市民 正常生活，造成各种纠纷，进而影响工程施工的进度，增加工程的费用．此外， 沉降事故发生还可能导致施工现场的人员伤亡、设备损坏，从而造成严重的经济 损失与社会影响．因此，地铁施工诱发地表沉降的预测与控制是亟待深入研究的 重要课题． 1．2盾构施工及地表沉降预测方法 修建地下隧道以盾构法最为先进Ⅲ．盾构(Shield)是一种钢制的活动防护装 巾山大学应用数学颂上学位论__=!=置或活动支撑，是一种专门用于开挖地下隧道的大型成套施工设备．在它的掩护 巾山大学应用数学颂上学位论__=!= 置或活动支撑，是一种专门用于开挖地下隧道的大型成套施工设备．在它的掩护 下，头部可以安全地丌挖地层，～次掘进相当于装配式衬砌一环的宽度．尾部可 以装配预制管片或砌块，迅速地拼装成隧道永久衬砌，并将衬砌与士层之间的空 隙用水泥压浆填实，防止周围地层的继续变形和围岩压力的增长．盾构的基本构 造通常由盾构壳体、推进系统、拼装系统、出土系统等四大部分组成．盾构法采 用的是特殊的施工工具——盾构机．机械式盾构有开胸的大刀盘切削、闭胸式的 局部气压、泥水加压、土压平衡等形式，土压平衡式盾构是把由刀盘挖下的土块 和流进盾构的地下水封闭在密封的隔舱内，以此来平衡开挖面地层压力，防止土 层崩塌．废土通过盾构的螺旋输送机连续向后部排放，同时还可以通过训节螺旋 输送机转速，来控制排土量以及控制密封隔舱中的泥土压力来达到与掌子面土体 压力相平衡． 研究隧道旋工引起周围地层移动的系统研究始从于二十世纪六十年代末，至 今已有三十多年的历史Ⅲ．国内外科技工作者对隧道施工所引起的地表沉降的 预测采用了很多方法，主要有经验法、理论预测法、模型试验法及实测数据法等． 经验法主要是根据隧道开挖后地表沉降槽的形状，采用一定的曲线形式表 示，再根据地表沉降实测结果或已有的资料，确定曲线的具体特征参数．目前应 用最为广泛的预测隧道施工丌挖地表沉降的方法，是Peck(1969年)在大量实测 资料的基础上系统地提出的地层损失的概念和估算隧道开挖地表下沉的实用方 法，BPPeck公式吼 所谓理论预测法，就是将相关学科的理论和研究成果引入到隧道施工地层变 形的研究中．例如，将地基土作为弹性、弹塑性、粘弹塑性体，利用粘弹塑性理 论进行相关研究；把地层移动看成一个随机过程，波兰学者李特威尼申“1(J． Litwiniszyn)应用严密的数学方法，建立了随机介质理论． 在盾构施工过程中地层移动的预测方面，国内外都进行了大量数值模拟研 究，其主要方法有：有限单元法、边界元法、半解析元方法等．数值方法在进行 地层移动预测研究中遇到的问题是力学参数的选取和本构关系方面的考虑不够 符合工程实际，加之计算工作量大，难以在