基于BP神经网络的镇江地区土层剪切波速预测.pdfVIP

第４９卷第１８期山西建筑Ｖｏｌ.４９Ｎｏ.１８

２０２３年９月ＳＨＡＮＸＩＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥＳｅｐ.２０２３７７

岩土工程地基基础

ＤＯＩ:１０.１３７１９/ｊ.ｃｎｋｉ.１００９－６８２５.２０２３.１８.０２０

基于ＢＰ神经网络的镇江地区土层剪切波速预测

徐为海

(镇江市勘察测绘研究院有限公司ꎬ江苏镇江２１２０００)

摘要:工程勘察中准确获取土层的剪切波速是一项重要的工作ꎮ基于ＢＰ神经网络可以逼近任意非线性函数的原理ꎬ以某

深度处土样的土工试验参数为输入变量ꎬ以剪切波速为输出变量ꎬ构建了ＢＰ神经网络预测模型ꎬ对该深度处土层的剪切波速

进行预测ꎮ经过实际工程的检验ꎬ该模型预测的剪切波速值与实测值间的最大误差小于２０％ꎬ且预测结果明显优于经验公式

等其他估算值ꎬ证明预测结果能满足工程要求ꎬ预测模型在镇江地区典型土层中具有实用价值ꎮ

关键词:ＢＰ神经网络ꎻ预测ꎻ剪切波速ꎻ土工试验参数

中图分类号:ＴＵ４１１文献标识码:Ａ文章编号:１００９－６８２５(２０２３)１８－００７７－０４

在建筑抗震设计中ꎬ场地类别直接影响工程的造价ꎬ动方向垂直于井壁ꎬ沿着井壁方向传播ꎬ即为剪切波(Ｓ

故准确判定场地类别显得十分重要ꎮ根据相关规范ꎬ勘波)ꎬ另一种是质点振动方向与传播方向相同ꎬ即为压缩

察时需获得各土层的剪切波速以计算场地的等效剪切波波(Ｐ波)ꎮ

速ꎬ再结合覆盖层厚度ꎬ对工程场地的类别进行划分ꎮ因

主机

此ꎬ确定土层剪切波速是勘察中一项重要的工作ꎮ

目前获得地层的剪切波速主要有实测波速法ꎬ查表振源

估值法以及经验公式计算法等ꎮ其中实测波速法适用各

PS波传播

类情况ꎬ测试结果较为准确客观ꎬ但测试过程耗时耗力ꎻ探头

查表估值法和经验公式计算法未考虑区域地层特性影

响ꎬ或受计算参数限制ꎬ估算结果缺乏客观性ꎮ在上述方图1波速测井仪示意图

法外ꎬ探索出一种可靠、准确ꎬ易于操作的获得土层剪切该方法较地面敲击法简便易行ꎬ但由于该测试方法

波速的方法ꎬ对勘察技术人员更加客观地判别场地类别需要以水、泥浆等液体为耦合剂ꎬ在实际使用过程中较为

有重要意义ꎮ不便ꎮ如镇江地区下蜀土层分布较广ꎬ该类土层钻进时

近年来ꎬ人工神经网络广泛应用于各类工程建设无需泥浆护壁ꎬ且钻进过程中孔中基本干燥ꎬ波速测试时

[１－２]需在钻孔中灌满水方可试验ꎻ镇江地区部分场地底部分

中ꎬ其中ＢＰ神经网络在岩土工程中运用广泛ꎬ徐鹏

[３]布易漏水的碎石层ꎬ该类场地内的钻孔存水(浆)困难ꎬ

逍根据ＢＰ神经网络理论ꎬ建立了包含地层预测模块和

岩土参数预测模块的钻孔间岩土参数预测专家系统ꎻ欧实测波速较难开展ꎮ

[５]

[４]此外ꎬ实测波速尚受其他条件限制ꎮ根据陈卓识

阳磊等建立了以常规物理参数为输入变量ꎬ以压缩系

数为输出向量的ＢＰ神经网络预测模型ꎬ并用遗传算法优的研究ꎬ