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现代隧道技术 2024, Vol. 61 Issue (1) :56-66    DOI:
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基于SSA-LSTM模型的软岩隧道变形特征智能预测及应用研究
(中铁第四勘察设计院集团有限公司,武汉 430063)
Study on Intelligent Prediction of the Deformation Characteristics of Soft Rock Tunnel Based on SSA-LSTM Model and Its Application
(China Railway Siyuan Survey and Design Group Co., Ltd., Wuhan 430063)
Download: PDF (7672KB)   HTML (1KB)   Export: BibTeX or EndNote (RIS)      Supporting Info
摘要 为实现软岩隧道施工围岩变形的准确预测,利用长短时记忆(LSTM)神经网络构建软岩隧道拱顶沉降及水平收敛预测模型,采用麻雀搜索算法(SSA)实现LSTM模型超参数寻优,构建SSA-LSTM模型计算流程框架。以梁王山隧道软岩段为例,对围岩大变形进行现场实测与分析,获取拱顶沉降和水平收敛监测数据,代入SSA-LSTM模型进行计算,并与LSTM模型和SSA优化的传统机器学习模型进行误差对比分析。结果表明,SSA-LSTM模型相对误差率为[-1%,2%],R2为0.998 6,MAPE为2.345 8%,RMSE为0.529 8,均为所有模型中最优。为验证SSA-LSTM模型对于未开挖断面沉降变形的预测效果,选取K33+260断面作为研究对象构建未开挖断面沉降变形预测模型,误差分析结果表明,模型预测精度满足指导施工的要求。
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王 锋
关键词软岩隧道   变形特征   深度学习   智能预测     
Abstract: In order to accurately predict the surrounding rock deformation during construction of soft rock tunnel, the soft rock tunnel crown settlement and horizontal convergence prediction model has been created by using the long short-term memory (LSTM) neural network, the hyper-parameters of LSTM model have been optimized by using the sparrow search algorithm (SSA), and the calculation process framework for SSA-LSTM has been created. With the soft rock section of Liangwangshan Tunnel being used as an example, field measurement and analysis of large deformation of surrounding rock have been conducted. The crown settlement and horizontal convergence monitoring data is obtained and then substituted into the SSA-LSTM model for calculation. The calculation results are compared against the results of LSTM model and the SSA optimized traditional machine learning model and the errors are analyzed. As the results indicate: the relative error rate of SSA-LSTM model is [-1%, 2%], R2 is 0.998 6, MAPE is 2.345 8%, RMSE is 0.529 8, and this model is the best one of all the models. In order to verify the settlement and deformation of unexcavated section predicted by the SSA-LSTM model, the K33+260 section is used as the object ofstudy and the prediction model for settlement and deformation of unexcavated section is created. According to the results of error analysis, the prediction accuracy of the model is good enough to guide construction.
KeywordsSoft rock tunnel,   Deformation characteristics,   Deep learning,   Intelligent prediction     
基金资助:中铁第四勘察设计院集团有限公司科研课题(2021K062).
作者简介: 王 锋(1984-),男,高级工程师,主要从事隧道设计及运维研究工作,E-mail:253207379@qq.com.
引用本文:   
王 锋 .基于SSA-LSTM模型的软岩隧道变形特征智能预测及应用研究[J]  现代隧道技术, 2024,V61(1): 56-66
WANG Feng .Study on Intelligent Prediction of the Deformation Characteristics of Soft Rock Tunnel Based on SSA-LSTM Model and Its Application[J]  MODERN TUNNELLING TECHNOLOGY, 2024,V61(1): 56-66
链接本文:  
http://www.xdsdjs.com/CN/      或     http://www.xdsdjs.com/CN/Y2024/V61/I1/56
 
没有本文参考文献
[1] 侯守江.基于多元算法融合的软岩隧道围岩变形预测模型及应用研究[J]. 现代隧道技术, 2023,60(6): 151-164
[2] 郝翊杰1 李 刚2 沈 丹3 邓有为1 刘怡阳1.基于改进YOLOv5的隧道围岩沉降自动识别与实时测量技术研究[J]. 现代隧道技术, 2023,60(5): 58-66
[3] 吴 刚 1 罗 炜 2,3 王小龙 1 朱晶晶 1 贾 非 2,3 薛亚东 2,3.基于深度学习的盾构隧道衬砌表观病害检测模型研究[J]. 现代隧道技术, 2023,60(4): 67-75
[4] 雷明锋 1 张运波 1 秦桂芳 2 石渊博 1 龚琛杰 1, 3 张 勇 4 高洪飞 5.山岭隧道爆破效果神经网络评价模型及爆破参数优化决策方法研究[J]. 现代隧道技术, 2023,60(2): 54-61
[5] 杜庆峰 1 张双俐 1 张晨曦 1 李旭辉 2 肖永生 2 李晓军 3 赵思成 3 付艳斌 4.基于均值滤波去噪和XGBoost算法的泥水平衡盾构掘进速度预测方法[J]. 现代隧道技术, 2022,59(6): 14-23
[6] 马 栋 晋刘杰 王武现 黄立新.基于数值模拟与实测数据拟合的高地应力软岩隧道二次衬砌施作时机探讨[J]. 现代隧道技术, 2022,59(4): 137-146
[7] 刘志良 1 林后来 1 李 亮 1 李东贤 1 高 原 2 徐 亮 1 胡 俊 3.基于多重响应面法和蒙特卡罗法的隧道系统可靠度分析[J]. 现代隧道技术, 2022,59(3): 78-87
[8] 张 纯 周宇轩 李登鹏.具有无序排列管片环结构的地铁盾构隧道数字模型智能重建[J]. 现代隧道技术, 2022,59(1): 80-86
[9] 陈志敏 1,2 李江鹏 1 薛智文 3.极高地应力软岩隧道丢失变形与控制模型试验研究[J]. 现代隧道技术, 2022,59(1): 164-175
[10] 何乐平 1 徐应东 1 胡启军 1 蔡其杰 2.基于博弈论-云模型的软岩隧道大变形风险评估[J]. 现代隧道技术, 2021,58(6): 85-94
[11] 秦尚友 1 陈佳耀 2 张东明 2 杨同军 1 黄宏伟 2 赵 帅 2.基于深度学习的隧道工作面岩石结构自动化判别[J]. 现代隧道技术, 2021,58(4): 29-36
[12] 陈培帅 1,2 王 伟 1,3 吴忠仕 1,4 袁 青 1,4 江 鸿 1,5 翟世鸿 1,5.浅埋大跨度黄土隧道变形特征及控制措施研究 [J]. 现代隧道技术, 2021,58(1): 203-211
[13] 李 港 1 李晓军 1 杨文翔 2 韩 冬 1.基于深度学习的TBM掘进参数预测研究[J]. 现代隧道技术, 2020,57(5): 154-159
[14] 廖烟开 1 郭德平 1 刘志强 2 陈大阳 2.隧道周边应变与挤压因子法在隧道围岩大变形预测中的应用[J]. 现代隧道技术, 2020,57(4): 20-26
[15] 马时强 1,2.软岩大变形条件下围岩变形与围岩压力的关系研究[J]. 现代隧道技术, 2020,57(1): 44-50
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