一种岩土工程结构模态预测分析方法以及系统技术方案

本申请涉及一种岩土工程结构模态预测分析方法以及系统，涉及土木工程结构健康监测技术领域，解决了施工过程中存在各种对施工方案执行影响的因素，影响因素包括施工环境、荷载条件、排水和未来降水，以未来降水为例，下雨天就会给岩土工程结构的施工带来影响，甚至影响其受力数据出现变化的问题，其方法包括：获取实际获取的岩土工程结构的受力信息以及在不同受力信息下的结构变形数据，作为实际数据；基于训练数据、实际数据，应用所构建的神经网络算法，修正岩土工程结构分析算法。本申请具有如下效果：精准地分析岩土工程结构的预计力学情况，而且还会结合实际情况的反馈作整体算法的调整，以不断提升对岩土工程结构的预计力学情况的精准度。学情况的精准度。学情况的精准度。

A modal prediction analysis method and system for geotechnical engineering structures

【技术实现步骤摘要】
一种岩土工程结构模态预测分析方法以及系统


[0001]本申请涉及土木工程结构健康监测
，尤其是涉及一种岩土工程结构模态预测分析方法以及系统。

技术介绍

[0002]近十年来，城市的地下空间得到大规模开发与利用。在人口稠密和建筑物密集的城市区进行地下工程施工的工程数量直线上升，城市地下空间的开发和集约利用是城市发展新的空间，解决城市资源承载力不足的必然之选。
[0003]大型城市综合体、超大规模建筑小区、超大规模街坊项目不断涌现，与此同时，以基坑开挖为典型的地下空间岩土工程开发活动所引起的工程事故和环境问题日渐增多。鉴于城市岩土工程越来越趋向于形状复杂、开挖深度深、开挖面积大的特点，且基坑工程在城市繁华区，施工场地离已有建（构）筑物距离近，如果对复杂情况下的岩土工程施工缺乏准确的认识，将导致系列工程风险问题，例如经常发生的岩土工程围护体系变形过大甚至失稳、地表开裂甚至导致城市道路坍塌、地表沉降过大而导致近邻建构筑物与城市生命线受损甚至倒塌破坏等，其后果将不堪设想随着我市地下空间的大规模开发利用。
[0004]相关技术中，在岩土工程设计施工之前，相关设计人员会基于工程项目图纸和数据对结构进行人工的力学模拟计算分析和预测，以便于规划后续的结构施工方案的确定。
[0005]针对上述中的相关技术，专利技术人发现存在有如下缺陷：一方面人工的力学模拟计算分析较为麻烦且耗时过长，另一方面，岩土工程设计与施工存在割裂现象，基于人工所作的力学模拟分析所作的施工方案规划较为理想，而实际上，由于施工过程中存在各种对施工方案执行影响的因素，影响因素包括施工环境、荷载条件、排水和未来降水，以未来降水为例，下雨天就会给岩土工程结构的施工带来影响，甚至影响其受力数据出现变化。

技术实现思路

[0006]为了能够更加精准的分析岩土工程结构的预计力学情况，而且还会结合实际情况的反馈作整体算法的调整，以不断提升对岩土工程结构的预计力学情况的精准度，本申请提供一种岩土工程结构模态预测分析方法以及系统。
[0007]第一方面，本申请提供一种岩土工程结构模态预测分析方法，采用如下的技术方案：一种岩土工程结构模态预测分析方法，包括：获取岩土工程结构设计模型以及所规划的岩土工程结构期间的影响因素的状况信息，其中，影响因素包括施工环境、荷载条件、排水和未来降水；根据影响因素的状况信息与岩土工程结构分析算法的对应关系，分析确定所获取影响因素的状况信息所对应的岩土工程结构分析算法，并采用相应岩土工程结构分析算法，对岩土工程结构设计模型进行模态预测，以计算得出岩土工程结构的受力信息以及在不同受力信息下的土体
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结构模态变形数据，并作为训练数据；
获取实际获取的岩土工程结构的受力信息以及在不同受力信息下的结构变形数据，作为实际数据；基于训练数据、实际数据，应用预先构建的神经网络算法，修正岩土工程结构分析算法。
[0008]通过采用上述技术方案，可以有效分析确定适配于所规划的岩土工程结构期间的影响因素的状况信息的岩土工程结构分析算法，从而可以计算出岩土工程结构的受力信息以及在不同受力信息下的土体
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结构模态变形数据，而且还会根据实际和理论的前后对比，应用神经网络算法，不断修正岩土工程结构分析算法，从而不断提升对岩土工程结构的预计力学情况的精准度。
[0009]可选的，分析确定所获取影响因素的状况信息所对应的岩土工程结构分析算法包括：根据影响因素的状况信息与岩土工程结构分析算法的对应关系，查询是否存在与获取的影响因素的状况信息相对应的岩土工程结构分析算法；若为是，则将所获取的影响因素的状况信息相对应的岩土工程结构分析算法，作为所分析确定的岩土工程结构分析算法；反之，则查询获取其它影响因素的状况信息所对应的岩土工程结构分析算法，并从中分析判定与所获取的影响因素的状况信息相似度最高的影响因素的状况信息所对应的岩土工程结构分析算法，作为本次实际应用的岩土工程结构分析算法。
[0010]通过采用上述技术方案，具体公开了如何采用影响因素的状况信息所对应的岩土工程结构分析算法，尤其考虑到当不存在与之对应的岩土工程结构分析算法时，会应用与所获取的影响因素的状况信息相似度最高的影响因素的状况信息所对应的岩土工程结构分析算法。
[0011]可选的，与所获取的影响因素的状况信息相似度最高的影响因素的状况信息所对应的岩土工程结构分析算法的分析判定包括：分析所获取的影响因素的状况信息和已有的岩土工程结构分析算法所涉及的影响因素的状况信息的相似度；基于所分析获取的影响因素的状况信息和已有的岩土工程结构分析算法所涉及的影响因素的状况信息的相似度、预设的影响因素关于岩土工程结构分析算法的影响占比，分析确定与所获取的影响因素的状况信息相似度最高的影响因素的状况信息所对应的岩土工程结构分析算法；将所分析确定的岩土工程结构分析算法作为本次实际应用的岩土工程结构分析算法。
[0012]通过采用上述技术方案，充分考虑了不同影响因素关于岩土工程结构分析算法的影响占比以及所获取的影响因素的状况信息和已有的岩土工程结构分析算法所涉及的影响因素的状况信息的相似度，可以有效分析确定与所获取的影响因素的状况信息相似度最高的影响因素的状况信息，从而可以更加准确有效分析确定与所获取的影响因素的状况信息相似度最高的影响因素的状况信息所对应的岩土工程结构分析算法。
[0013]可选的，所获取的影响因素的状况信息和已有的岩土工程结构分析算法所涉及的影响因素的状况信息的相似度分析包括：
分析所获取的影响因素的状况信息中不同影响因素的不同种类状况的出现时间占比；根据不同影响因素的不同种类状况出现时间占比、预设的不同岩土工程结构分析算法所涉及影响因素的状况信息中同一影响因素的相应种类状况出现时间占比，分析获取不同岩土工程结构分析算法所涉及影响因素与所获取的同一影响因素的时间占比相似度；根据所分析获取的不同岩土工程结构分析算法所涉及影响因素与所获取的同一影响因素的时间占比相似度、同影响因素的不同种类状况出现时间占比，分析确定所获取的影响因素的状况信息和已有的岩土工程结构分析算法所涉及的影响因素的状况信息的相似度。
[0014]通过采用上述技术方案，进一步考虑到了不同影响因素的不同种类状况出现时间占比、预设的不同岩土工程结构分析算法所涉及影响因素的状况信息中同一影响因素的相应种类状况出现时间占比，从而可以分析获取不同岩土工程结构分析算法所涉及影响因素与所获取的同一影响因素的时间占比相似度，为后续分析所获取的影响因素的状况信息和已有的岩土工程结构分析算法所涉及的影响因素的状况信息的相似度奠定基础。
[0015]可选的，还包括位于并从中分析判定与所获取的影响因素的状况信息相似度最高的影响因素的状况信息所对应的岩土工程结构分析算法之后且在作为本次实际应用的岩土工程结构分析算法之前的步骤，具体如下：获取所分析确定的岩土工程结构分析算法所对应的状况信息与所获取的影响因素的状况信息的相似度；若状况信息相似度超过第一预设相似度，则本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种岩土工程结构模态预测分析方法，其特征在于，包括：获取岩土工程结构设计模型以及所规划的岩土工程结构期间的影响因素的状况信息，其中，影响因素包括施工环境、荷载条件、排水和未来降水；根据影响因素的状况信息与岩土工程结构分析算法的对应关系，分析确定所获取影响因素的状况信息所对应的岩土工程结构分析算法，并采用相应岩土工程结构分析算法，对岩土工程结构设计模型进行模态预测，以计算得出岩土工程结构的受力信息以及在不同受力信息下的土体
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结构模态变形数据，并作为训练数据；获取实际获取的岩土工程结构的受力信息以及在不同受力信息下的结构变形数据，作为实际数据；基于训练数据、实际数据，应用预先构建的神经网络算法，修正岩土工程结构分析算法。2.根据权利要求1所述的一种岩土工程结构模态预测分析方法，其特征在于，分析确定所获取影响因素的状况信息所对应的岩土工程结构分析算法包括：根据影响因素的状况信息与岩土工程结构分析算法的对应关系，查询是否存在与获取的影响因素的状况信息相对应的岩土工程结构分析算法；若为是，则将所获取的影响因素的状况信息相对应的岩土工程结构分析算法，作为所分析确定的岩土工程结构分析算法；反之，则查询获取其它影响因素的状况信息所对应的岩土工程结构分析算法，并从中分析判定与所获取的影响因素的状况信息相似度最高的影响因素的状况信息所对应的岩土工程结构分析算法，作为本次实际应用的岩土工程结构分析算法。3.根据权利要求2所述的一种岩土工程结构模态预测分析方法，其特征在于，与所获取的影响因素的状况信息相似度最高的影响因素的状况信息所对应的岩土工程结构分析算法的分析判定包括：分析所获取的影响因素的状况信息和已有的岩土工程结构分析算法所涉及的影响因素的状况信息的相似度；基于所分析获取的影响因素的状况信息和已有的岩土工程结构分析算法所涉及的影响因素的状况信息的相似度、预设的影响因素关于岩土工程结构分析算法的影响占比，分析确定与所获取的影响因素的状况信息相似度最高的影响因素的状况信息所对应的岩土工程结构分析算法；将所分析确定的岩土工程结构分析算法作为本次实际应用的岩土工程结构分析算法。4.根据权利要求3所述的一种岩土工程结构模态预测分析方法，其特征在于，所获取的影响因素的状况信息和已有的岩土工程结构分析算法所涉及的影响因素的状况信息的相似度分析包括：分析所获取的影响因素的状况信息中不同影响因素的不同种类状况的出现时间占比；根据不同影响因素的不同种类状况出现时间占比、预设的不同岩土工程结构分析算法所涉及影响因素的状况信息中同一影响因素的相应种类状况出现时间占比，分析获取不同岩土工程结构分析算法所涉及影响因素与所获取的同一影响因素的时间占比相似度；根据所分析获取的不同岩土工程结构分析算法所涉及影响因素与所获取的同一影响因素的时间占比相似度、同影响因素的不同种类状况出现时间占比，分析确定所获取的影
响因素的状况信息和已有的岩土工程结构分析算法所涉及的影响因素的状况信息的相似度。5.根据权利要求2所述的一种岩土工程结构模态预测分析方法，其特征在于，还包括位于并从中分析判定与所获取的影响因素的状况信息相似度最高的影响因素的状况信息所对应的岩土工程结构分析算法之后且在作为本次实际应用的岩土工程结构分析算法之前的步骤，具体如下：获取所分析确定的岩土工程结构分析算法所对应的状况信息与所获取的影响因素的状况信息的相似度；若状况信息相似度超过第一预设相似度，则将所分析确定的岩土工程结构分析算法作为本次实际应用的岩土工程结构分析算法；反之，则分析与所获取的影响因素的状况信息相似度最高的影响因素的状况信息与所获取的影响因素的状况信息的差距信息；根据差距信息、与所获取的影响因素的状况信息相似度最高的影响因素的状况信息所对应的岩土工程结构分析算法、单一影响因素的状况信息与岩土工程结构分析算法的对应关系，并应用预设的岩土工程结构分析算...

【专利技术属性】
技术研发人员：包小华，沈俊，陈湘生，崔宏志，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：