中国地质科学院地质力学研究所
中国地质学会
主办

基于BP神经网络的深埋隧洞地应力预测研究

孙炜锋, 谭成轩, 王志明, 张春山, 吴树仁. 基于BP神经网络的深埋隧洞地应力预测研究[J]. 地质力学学报, 2007, 13(3): 227-232.
引用本文: 孙炜锋, 谭成轩, 王志明, 张春山, 吴树仁. 基于BP神经网络的深埋隧洞地应力预测研究[J]. 地质力学学报, 2007, 13(3): 227-232.
SUN Wei-feng, TAN Cheng-xuan, WANG Zhi-ming, ZHANG Chun-shan, WU Shu-ren. PREDICTION OF CRUSTAL STRESS OF DEEP-BURIED TUNNELS BASED ON BP ARTIFICIAL NEURAL NETWORK[J]. Journal of Geomechanics, 2007, 13(3): 227-232.
Citation: SUN Wei-feng, TAN Cheng-xuan, WANG Zhi-ming, ZHANG Chun-shan, WU Shu-ren. PREDICTION OF CRUSTAL STRESS OF DEEP-BURIED TUNNELS BASED ON BP ARTIFICIAL NEURAL NETWORK[J]. Journal of Geomechanics, 2007, 13(3): 227-232.

基于BP神经网络的深埋隧洞地应力预测研究

  • 基金项目:
    本文由国家自然科学基金项目(No.40672207, No.50579098)和中国地质调查局项目"三峡引水工程秦巴段地壳稳定性调查评价"(水[2003]018-01)联合资助
详细信息
    作者简介: 孙炜锋(1977-), 男, 在读博士, 地质工程专业, 现主要从事地质灾害和地应力场方面的研究。通讯地址:100081, 北京市海淀区民族大学南路11号; 电话:010-88421847;E-mail:sunwfcn@yahoo.com.cn
  • 中图分类号: TU452

PREDICTION OF CRUSTAL STRESS OF DEEP-BURIED TUNNELS BASED ON BP ARTIFICIAL NEURAL NETWORK

  • 深部地应力的测量一直是工程界难题之一。由于研究手段和测试技术的限制, 深部地应力很难测到, 或者部分数据不理想。本文将BP神经网络方法引入地应力场研究, 选取深度、岩芯密度(天然密度)、岩芯弹模、岩芯的三轴抗压强度(10MPa围压)、岩芯的声发射地应力测值、岩芯裂隙率6个参数作为地应力预测研究的主要指标, 在此模型的基础上对秦岭深埋隧洞地应力测量数据进行了拟合分析, 并对深部的地应力做了预测。结果表明用BP神经网络模型进行深埋隧洞地应力大小的预测是可行的。

  • 加载中
  • 图 1  三层BP神经网络模型结构示意图

    Figure 1. 

    图 2  地应力测点区域剖面图

    Figure 2. 

    表 1  秦岭深埋隧洞地应力测量BP神经网络预测的样本数据

    Table 1.  Sample data for ANN prediction of crustal stress in the Qinling deep-buried tunnel

    下载: 导出CSV

    表 2  秦岭深埋隧洞地应力测量BP神经网络训练结果数据表

    Table 2.  Comparison of ANN training data with measurements

    下载: 导出CSV

    表 3  BP神经网络预测结果与地应力实测数据的比较

    Table 3.  Comparison between the resulds of prediction and measured data

    下载: 导出CSV
  • [1]

    黄润秋, 王贤能.深埋隧道工程主要灾害地质问题分析[J].水文地质工程地质, 1998, (4):21~24. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/jzgcjsysj2015120304

    [2]

    孙叶, 谭成轩等.区域地壳稳定性定量化评价[M].北京:地质出版社, 1998.

    [3]

    谭成轩, 孙叶, 王连捷.地应力测量值得注意的问题探讨[J].地质力学学报, 2003, 9 (3):275~280. doi: 10.3969/j.issn.1006-6616.2003.03.010 http://journal.geomech.ac.cn/ch/reader/view_abstract.aspx?flag=1&file_no=20030335&journal_id=dzlxxb

    [4]

    阎平凡, 张长水.人工神经网络与模拟进化计算(第二版)[M].北京:清华大学出版社, 2005.

    [5]

    Simon Haykin (叶世伟, 史忠植译). 神经网络原理(第二版)[M]. 北京: 机械工业出版社, 2004.

    [6]

    Hecht-Nielsen R.Theory of the back propagation neural network[J]. Proc.of ICNN, 1989, 1:593~603. http://d.old.wanfangdata.com.cn/OAPaper/oai_doaj-articles_204986640668fdf28de7614b3c8459f9

    [7]

    王洪元, 史国栋.人工神经网络技术及其应用[M].北京:中国石油化工出版社, 2002.

    [8]

    周志华, 曹存根.神经网络及其应用[M].北京:清华大学出版社, 2004.

    [9]

    罗四维.大规模人工神经网络基础[M].北京:北方交通大学出版社, 2004.

    [10]

    McCulloch WS, Pitts W. A logical calculus of the ideas immanent in nervous activity[J].Bulletin of Mathematical Biophysics, 1943, 5:115~133. doi: 10.1007/BF02478259

    [11]

    张永双, 曲永新, 等.硬土-软岩工程地质信息管理分析系统及其应用[J].地球学报, 2001, vol.22:277~ 282. http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/dqxb200103010

    [12]

    Rumelhart D, Ninton G, Willianms J. Learning Internal Representation by Error Propagation[M].Cambridge, MA:MIT Press, 1986.

  • 加载中

(2)

(3)

计量
  • 文章访问数:  369
  • PDF下载数:  3
  • 施引文献:  0
出版历程
收稿日期:  2006-06-29
刊出日期:  2007-09-25

目录