巖土工程不確定性系統(tǒng)研究及其工程應(yīng)用.pdf

1、隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)、快速的發(fā)展，我國(guó)不斷加大對(duì)基礎(chǔ)建設(shè)的投資。相應(yīng)地出現(xiàn)了大量的巖土工程問(wèn)題。地下工程多修建于性狀復(fù)雜的巖土體中，巖土材料具有高度的隨機(jī)性、模糊性和不確定性。由于其賦存的特殊性，天然巖體被各種地質(zhì)構(gòu)造(如節(jié)理、斷層等)切割成半連續(xù)的狀態(tài)，通常是一個(gè)從松散體到弱面體再到連續(xù)體的序列，其所涉及的問(wèn)題更是一個(gè)多場(chǎng)(溫度場(chǎng)、滲流場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)等)、多相(固相、液相、氣相)的復(fù)雜耦合問(wèn)題，再加上施工和復(fù)雜的外部環(huán)境影響，更難以得到準(zhǔn)確的

2、力學(xué)參數(shù)和本構(gòu)模型。
　　 巖土體與支護(hù)體系是一個(gè)復(fù)雜的非線性動(dòng)力系統(tǒng)，在對(duì)其缺乏了解的情況下很難去建立一個(gè)能夠反映其演化規(guī)律的數(shù)學(xué)或物理模型。一種有效的方法是對(duì)該系統(tǒng)產(chǎn)生的時(shí)間序列進(jìn)行分析，因其反映了這個(gè)系統(tǒng)的狀態(tài)。對(duì)時(shí)間序列進(jìn)行分析方法就是數(shù)據(jù)挖掘，也就是從大量不完全的、有噪聲的、隨機(jī)的數(shù)據(jù)中，提取出潛在的包含系統(tǒng)特征的有用信息和知識(shí)的過(guò)程。這些信息和知識(shí)可以反饋到應(yīng)用領(lǐng)域，指導(dǎo)相應(yīng)的工作。
　　 本文應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分

3、解技術(shù)和希爾伯特——黃變換理論對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，應(yīng)用EMD對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行降噪和分離，并對(duì)其進(jìn)行了有限元分析和回歸分析，使含有特征信息的時(shí)間序列被分離出來(lái)，比較符合巖土體卸荷變形的內(nèi)在規(guī)律和施工擾動(dòng)的實(shí)際情況，可以較好地滿足工程需要。
　　 本文將數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)引入監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的分析中。為了全面、系統(tǒng)地分析問(wèn)題，通常要考慮眾多的相關(guān)變量，若采用多變量時(shí)間序列分析方法就可以只用數(shù)量較少、互不相關(guān)的新變量來(lái)反映原變量所包含的大部分信

4、息，達(dá)到解決問(wèn)題的目的。本文在分析多變量時(shí)間序列數(shù)據(jù)特點(diǎn)和實(shí)際應(yīng)用需求的基礎(chǔ)上，提出一種基于主成分分析的多變量時(shí)間序列模式表示方法，針對(duì)多變量時(shí)間序列聚類、相似性查找、距離度量、序列分類和異常檢驗(yàn)等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了深入的分析研究，說(shuō)明了多變量時(shí)間序列的預(yù)處理和聚類方法。在對(duì)大量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和數(shù)值分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合有限元理論的動(dòng)態(tài)位移分析方法，建立圍巖位移的智能反分析模型。
　　 為了提高對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、專家經(jīng)驗(yàn)和其他相關(guān)技術(shù)的