基于神經(jīng)網(wǎng)絡的柔性機場跑道剖面動態(tài)變形分析.pdf

1、本文利用徑向基函數(shù)(Radial-BasisFunction,RBF)人工神經(jīng)網(wǎng)絡模型,對往復荷載作用下機場跑道的各層剖面變形狀態(tài)進行動態(tài)分析,并與ABAQUS建模結果進行比較。
　　RBF模型的構造,考慮了跑道表層局部變形對跑道表層以下各層的頂部變形曲線相應點變形的影響。RBF模型的訓練、測試和預測樣本的數(shù)據(jù)應用了機場跑道四層頂部最終剖面變形曲線值,包括P401瀝青混凝土表層、P209碎石基礎、P154底基層及中等強度路基層,由

2、坐落于美國聯(lián)邦航空局的WilliamJ.Hughes技術中心的國家機場跑道測試設備所測量。P401瀝青混凝土表層的頂部變形曲線作為輸入數(shù)據(jù),是因為在試驗中可以記錄和觀測到該曲線的發(fā)展過程。其他三層的頂部變形曲線分別作為輸出數(shù)據(jù),是因為它們的動態(tài)變形發(fā)展過程在試驗中是不可見的。
　　首先,為了尋求最接近機場跑道各層剖面真實的變形狀態(tài)的發(fā)展過程,進行了不同情況的模擬預測,如表層頂部變形曲線上相鄰三點中間值變形預測其下各層相應點變形等。

3、由于第四層即中等強度路基層的頂部變形曲線有著明顯的凸起,所以在數(shù)據(jù)選取過程中,分別采取了按實際情況選取和對該變形曲線進行圓滑處理兩種情況。而且,每種情況下,由最初變形到最終變形的發(fā)展階段劃分為三種類型:等分為50步、以1/i為步長分為50步、隨機分為50步。比較不同情況不同類型下所預測出的跑道變形誤差跑道的初始厚度較真實初始厚度誤差的大小。
　　其次,分析了不同情況不同類型下,l層j階段平均厚度和初始厚度比值關系、l層j階段平均變

4、形與平均厚度比值關系、l層j階段最大變形與平均厚度比值關系、j階段任意兩層平均厚度比值關系和j階段任意兩層最大變形比值關系,較好并直觀地分析了跑道各剖面層的變形發(fā)展過程。
　　最后,應用有限元軟件ABAQUS對該機場跑道進行建模分析,分別建立軸對稱模型和三維模型。為了更直觀地比較有限元和RBF神經(jīng)網(wǎng)絡這兩種方法對機場跑道各剖面層的預測結果,比較它們與多深度彎度計測量真實值的相關系數(shù)、相似度及平均誤差。結果表明,應用RBF神經(jīng)網(wǎng)絡來