神经网络在黄土边坡稳定性分析中的应用

应用神经网络理论估算黄土边坡稳定性的安全系数,用黄土边坡实例作为输入样本,建立神经网络BP模型,以安全系数作为输出值,进行实验。试验结果表明,该方法计算所得安全系数较为可靠,可用于边坡稳定性分析。     

基于信息扩散和BP网络的黄土边坡稳定性分析

目的探讨基于信息扩散原理的BP神经网络的黄土边坡稳定性评价模型。方法收集黄土地区24组黄土边坡实例,采用模糊信息优化处理中的信息扩散原理,建立各评价因子与安全系数之间的模糊关系,并在此基础上建立与BP神经网络相结合的评价模型。结果建立的评价模型对4组预测样本的预测结果,效果良好,较好地解决了样本过少或含有矛盾样本的问题。结论该模型在黄土边坡稳定性评价中比普通神经网络具有更高的实用性和有效性。     

黄土边坡的稳定性计算参数对边坡稳定性安全系数的影响研究

黄土边坡的稳定性是工程实践中非常重视的问题,而稳定性计算参数的选取对稳定性安全系数具有一定的影响。以兰州榆中地区的黄土边坡为调查研究对象,在确定坡高和坡率的前提下,采用基于极限平衡理论的简化毕肖普法(simplified Bishop method),分别讨论了黄土边坡的重度、黏聚力和内摩擦角对边坡安全系数的影响。结果表明,在黄土边坡的坡高、坡率既定的前提下,黄土边坡稳定性计算参数的变化与其安全系数之间具有较好的线性相关性,黏聚力和内摩擦角的变化对边坡安全系数的影响相对于重度的变化对边坡安全系数的影响较大。     

干湿循环与降雨对黄土边坡稳定性的影响研究

为了研究干湿循环和降雨叠加作用对边坡稳定性的影响,以太原市迎泽区黄土边坡为例,基于Mein-Larson修正模型计算浸润锋深度,通过干湿循环和直剪试验,得到浸润锋内黄土抗剪强度参数弱化规律,结合弱化规律并使用改进强度折减法研究不同情况下黄土边坡的稳定性。研究结果表明:①黄土粘聚力、内摩擦角均随着循环次数增加而弱化,弱化趋势先快后慢,最终趋向于残余值,抗剪强度参数残余值可为边坡防护工程的设计参考;②相同降雨量下,与只考虑降雨作用相比,综合考虑干湿循环和降雨影响时安全系数最多会减小47%,并且安全系数发生突变的时间和边坡破坏时间均大幅提前;③使用改进强度折减法计算边坡安全系数比传统方法更安全合理。因此,在分析降雨对边坡稳定性影响时,干湿循环作用和降雨作用应综合考虑。该研究方法在研究黄土边坡稳定性的实际工程应用中具有很大的现实意义。     

基于自组织神经网络与遗传算法的边坡稳定性分析方法

将自组织(SOM)神经网络、误差反馈(BP)神经网络和遗传算法(GA)三者结合起来,应用于边坡稳定性分析中.首先推导了基于高斯函数的SOM神经网络过程简化权值求解公式,并采用SOM神经网络对收集到的边坡样本进行归类,降低了学习样本的噪声;然后设计了适用于边坡工程的神经网络结构编码模式;再将GA用于优化BP神经网络结构;最后对优化后的BP神经网络进行了计算.计算结果证明,优化后的BP神经网络在安全系数的拟合以及样本的误差分布方面均有明显的改善.同时,通过与其他类型的神经网络相比较,优化后的BP神经网络准确度较高,用于计算边坡的安全系数误差较小.     

基于降雨入渗试验的黄土边坡稳定性研究

降雨入渗是黄土地区边坡失稳破坏的最主要诱发因素,选取陕西关中地区典型黄土边坡为研究对象进行人工降雨试验,分析了黄土边坡降雨入渗规律及边坡破坏机理,并采用有限元软件对降雨入渗作用下孔隙水压力、最大剪应力以及稳定性进行了数值模拟.试验结果表明,边坡土体的渗透系数与孔隙水压力呈指数函数关系,边坡土体的含水率与孔隙水压力呈移动平均函数关系,坡体垂直入渗深度比水平入渗深度要高,且入渗速率也存在差异.同时,边坡稳定性数值分析表明,随着降雨历时增长,坡体安全系数逐渐降低直至发生失稳.     

基于RS-BPNN理论的边坡稳定性预测及应用

从文献资料中收集并整理了45组各类危险边坡数据实例,结合粗糙集理论的数据挖掘功能和BP神经网络理论的非线性映射功能,建立了基于粗糙集-BP神经网络(RS-BPNN)理论的边坡稳定性预测模型.利用粗糙集对离散化后的数据进行了属性约简,利用神经网络对约简前后的数据进行了网络训练和仿真,并对其中五组边坡的安全系数和稳定状态进行了预测.结果表明,未经约简的BP网络安全系数预测的平均误差率为14.51%,约简后的RS-BP网络预测的平均误差率为7.24%,且经过粗糙集约简后边坡的预测状态与边坡的实际状态更加吻合.     

圆弧破坏型岩质边坡安全系数快速估计的高斯过程模型

高斯过程是新近发展起来的一种新的机器学习方法,对处理复杂非线性问题具有良好的适应性.针对边坡非线性系统的复杂性,为实现边坡安全快速设计和稳定性评价的工程实践要求,在高斯过程回归模型的基础上,提出了一种圆弧破坏型岩质边坡安全系数估计的高斯过程模型.该模型不必建立复杂的力学计算模型,而是利用高斯过程的自学习功能,通过对工程实例先验知识进行学习,建立圆弧破坏型岩质边坡安全系数与其各种影响因素之间的非线性映射关系,然后利用贝叶斯推理规则估计边坡安全系数.工程实例研究的结果表明,该模型是可行的,可以快速准确地给出具有概率意义的圆弧破坏型岩质边坡安全系数.     

基于不同地震力偏角的一阶边坡稳定性分析

针对一阶边坡在地震力作用下的稳定性问题,在毕肖普法中考虑受地震力影响产生的切向力和竖向力,建立一阶边坡受力模型.对不同地震力偏角范围内一阶边坡安全系数计算公式进行推导.编写VB工程计算软件进行迭代计算,得出在不同地震力偏角时一阶边坡的安全系数和最小安全系数以及安全系数在不同地震加速度及震动时刻的变化规律,为一阶边坡抗震设计提供重要的参考依据.     

基于粒子群优化算法的相关向量机边坡稳定性分析模型

为快速获取边坡稳定性系数,及时对边坡进行稳定性评价,提出一种基于粒子群优化算法(particle swarm optimization,PSO)的相关向量机(relevance vector machine,RVM)边坡稳定性分析模型。该模型通过选取影响边坡稳定性安全系数的6个主要因素,并对这6个主要影响因素产生的30组数据进行拟合训练,利用粒子群算法对相关向量机模型参数进行优化,选取最优参数值,根据这30组训练样本来对剩余4组样本进行精准预测。结果表明：与实际值进行对比,基于PSO-RVM模型预测的平均相对误差仅为5.64%,且建立的PSO-RVM预测模型的边坡稳定性安全系数的平均相对误差均明显优于利用BP(back propogation)神经网络和协调粒子群(coordinated particle swarm optimization,CPSO) -BP模型预测得到的平均相对误差,进一步为边坡稳定性预测及评价提供一种新方法。     

基于优化模糊数学方法的黄土边坡稳定性评价

黄土地区的滑坡灾害严重制约了地区经济的发展,因此快速准确的评价边坡的稳定性具有重要意义。首先,考虑诱发黄土滑坡因素具有不确定性和模糊性的特点,提出了重要性比较法用于评价因素集的权重;其次,引入模糊可变集合方法用于求解黄土边坡稳定性影响因素的隶属度;最后,利用级别特征值法实现了边坡稳定性等级分级,并基于MATLAB软件编译了边坡稳定分级方法程序,形成了一种快速准确的边坡稳定性分级方法。为验证本文评价方法的准确性对已有文献中燕麦沟、道南隧道两黄土边坡进行了稳定性分级评价,评价结果与已有文献结果一致,证明了评价方法的正确性。在此基础上对黄-延高速某一黄土边坡开展了稳定性评价分析,以长期的监测数据为佐证,进一步验证了本文的评价方法适用于黄土边坡的稳定性评价。     

黄土边坡稳定性的多级模糊模式识别分析

针对黄土边坡稳定分析中影响因素众多、而且具有不确定性的特点 ,采用多级模糊模式识别进行黄土边坡稳定性的分析 ,充分考虑了多种因素的影响 ,对于不同的影响因素赋予不同的权重 ,并应用实例进行对比分析 ,以说明其方法的合理性     

地震和降雨条件下黄土高填方边坡稳定性分析

针对地震和降雨会影响黄土高填方边坡稳定性的问题,采用地震动力计算、完全流固耦合计算和强度折减计算,对正在使用的黄土高填方边坡进行分析,并对边坡土体位移时程、加速度功率频谱、吸力、有效应力和最小安全性系数进行分析,研究地震和降雨入渗条件对正在使用的黄土高填方边坡稳定性的影响.结果表明:地震作用对黄土高填方边坡表层土体作用大于填方基底土体作用;降雨入渗对边坡土体的影响范围为表层土体和浅层土体;降雨入渗使得边坡表层土体的吸力和有效应力减小,而使浅层土体局部吸力增大;降雨过程中边坡表层土体有效应力减小,浅层土体有效应力先增加后逐渐减小;地震后降雨入渗引起边坡最危险滑移面区域发生改变,降雨速率和降雨持续时间均对最小安全性系数有影响,降雨结束后边坡最小安全性系数降低.该研究为三维条件下地震和降雨入渗对正在使用的黄土高填方边坡稳定性研究提供参考.     

某煤矿工业场地黄土高边坡稳定设计分析

黄土高边坡问题已经成为黄土地区煤矿工业场地建设的瓶颈问题,其稳定性直接关系到工程建设的安全性。以某煤矿工业场地为例,提出黄土高边坡稳定设计理念,包括稳定设计条件和内容,评价黄土高边坡稳定设计及其检算方法,认为利用传递系数法进行检算更具安全性。设计的"分级放坡+宽大平台+坡面防护+排水系统"综合治理措施已经施工,并经过一个水文年检验,效果良好。     

隧道钢拱架支护的失稳破坏分析与对策

针对隧道支护使用钢拱架存在的靠增加钢拱架数量提高支护系统承载力的做法,结合工程实例分析隧道支护中钢拱架失稳破坏的形式及原因——钢拱架因为侧向刚度低而发生弱轴平面内的扭曲失稳。指出采取增设钢拱架之间的适当连接,增加其相互约束,可提高钢拱架弱轴平面的抗弯刚度。这是隧道支护设计与施工中提高钢拱架支护系统承载能力的简单易行的有效方法。这样做有利于充分发挥钢拱架的承载能力,获得良好的工程经济效益。     

管道穿越土质边坡斜竖井设计参数的确定方法

基于边坡稳定性分析理论,提出一种管道井式穿越黄土冲沟边坡确定设计参数的新方法.该方法首先通过对边坡稳定性进行分析,寻找出边坡潜在最危险滑动面的形状及位置,然后由此结果确定管道斜井或竖井的安全井口位置、井长或井深、水平巷道长度和斜井极限倾角等设计参数,并给出井口与边坡坡肩安全距离、斜井倾角、井长等设计参数的计算公式.研究结果表明:只要管道穿越斜井或竖井布设在边坡潜在最危险滑动面之外,并充分考虑施工影响,则管道工程的施工时边坡的稳定性影响较小;新方法简捷实用,可用于油气管线穿越各类土质边坡或冲沟时确定设计参数.     

红层软岩破碎软弱夹层边坡稳定性影响因素探讨

土质为红层软岩破碎软弱夹层的临空边坡往往是不稳定的,其主要影响因素为边坡的坡度、降水及上覆荷载等.本文对此进行了室内模型试验,给出了降水量与坡角的关系曲线、渗透深度与坡角的关系曲线,以及定性描述上覆一定厚度黄土层时的破坏特征,分析了破坏产生的原因,同时给出了坡率及降水引起边坡滑塌的最大坡角的定量界限.     

浅谈黄土边坡稳定性与防治技术研究进展

阐述了黄土边坡的变形破坏形式及影响黄土边坡稳定的因素,并时坡面防护技术即工程防护和植物防护进行了分析总结,为研究黄土边坡的稳定性提供了一定的理论指导.     

改性下蜀黄土防渗性能的优化设计

对石灰-下蜀黄土、粉煤灰-下蜀黄土的渗透系数的主要影响因素(掺灰比、含水量)进行正交试验设计,选用双因素方差分析法分析了掺灰比、含水质量分数与渗透系数之间的关系,发现掺灰比和含水质量分数对下蜀黄土的防渗性能均有重要影响.提出了下蜀黄土防渗性能的优化设计方案,认为高含水质量分数低掺灰比的组合有利于防渗.