1.一种考虑滑床岩体结构特征的桩顶位移非线性预测方法,其特征在于,包括步骤如下:
S1、对三峡库区所有采用抗滑桩支护的滑坡进行勘察统计,选择典型滑坡建立概化地质模型;利用三维离散元数值模拟软件-3DEC建立所述概化地质模型的三维离散元数值模型;
S2、选取滑床岩体结构特征参数,包括有下述四个特征参数:岩层倾角α、岩层倾向与主滑方向夹角β、层厚比r、单组厚度d,其中r=hhard/hsoft,d=hhard+hsoft,hhard为硬岩单层真厚度,hsoft为软岩单层真厚度;确定参数单桩荷载q;
将所述参数α、β、γ、d和q带入步骤S1建立的概化地质三维离散元数值模型中,并进一步开展数值仿真实验进行单因素敏感分析,确定参数α、β、γ、d和q对抗滑桩桩顶位移的影响程度及影响范围;其中,在进行单因素敏感分析时,为保证对滑坡进行全方位的勘测,所述参数α、β、γ、d和q,选取为M个水平;所述参数α、β、γ、d和q具体为:α=[α1,α2...,αM]、β=[β1,β2...,βM]、γ=[γ1,γ2...,γM]、d=[d1,d2...,dM]和q=[q1,q2...,qM],M>0;
S3、根据步骤S2中分析得到的单因素敏感分析结果,选取对抗滑桩桩顶位移影响最大的n个水平;所述参数α、β、γ、d和q具体为:α=[α1,α2...,αn]、β=[β1,β2...,βn]、γ=[γ1,γ2...,γn]、d=[d1,d2...,dn]和q=[q1,q2...,qn];其中,M>n>0;
S4、针对所述参数α、β、γ、d和q,基于步骤S3选取得到的对抗滑桩桩顶位移影响最大的n个水平,采用正交设计方法设计所述参数α、β、γ、d和q在内的N组实验;
S5、利用3DEC软件对步骤S4设计的N组实验开展数值仿真实验,监测并记录每一组实验方案下抗滑桩桩顶节点的位移值yi;经过N组实验后,建立含有五个自变量α=[α1,α2...,αN]、β=[β1,β2...,βN]、γ=[γ1,γ2...,γN]、d=[d1,d2...,dN]、q=[q1,q2...,qN]和一个目标变量y=[y1,y2...,yN]的数据库;其中i=1,2...,N;
S6、将所述数据库中的每一项数据进行归一化处理;
S7、采用支持向量机机器学习算法,将步骤S6归一化处理后的数据作为输入变量,带入到支持向量回归公式,建立支持向量回归机模型;
S8、采用粒子群优化算法,对步骤S7建立的支持向量回归机模型进行优化,建立最优化的桩顶位移预测模型;
S9、针对一具体滑坡案例,确定参数α、β、γ、d和q;对当前步骤下确定的参数α、β、γ、d和q做归一化处理后,将其带入步骤S8中建立的桩顶位移预测模型,进一步得到桩顶位移归一化后的预测值,对所述桩顶位移归一化后的预测值做反归一化处理,得到的预测值即为实际的桩顶位移预测值。
2.根据权利要求1所述的一种考虑滑床岩体结构特征的桩顶位移非线性预测方法,其特征还在于,步骤S2在进行单因素敏感性分析时,岩层倾角选取10°、20°、30°、40°、50°、
60°、70°、80°、90°共9个水平,岩层倾向与主滑方向夹角选取0°、10°、20°、30°、40°、50°、
60°、70°、80°共9个水平,层厚比选取1:9、1:7、1:5、1:3、1:1、3:1、5:1、7:1、9:1共9个水平,单组厚度选取1m、2m、3m、4m、5m、6m、7m、8m、9m共9个水平。
3.根据权利要求1所述的一种考虑滑床岩体结构特征的桩顶位移非线性预测方法,其特征还在于,步骤S2中根据建立的概化地质模型的三维离散元数值模型,利用剩余推力法计算得到桩后推力F;进一步的,通过桩后推力F,求解得到抗滑桩后的单桩荷载 其中,S为抗滑桩自由端纵切面面积。
4.根据权利要求1所述的一种考虑滑床岩体结构特征的桩顶位移非线性预测方法,其特征还在于,步骤S6中在进行归一化处理时采用以下公式:
x'=(x-xmin)/(xmax-xmin);
其中:x'为归一化后样本值,x为样本真实值,xmax为样本最大值,xmin为样本最小值;所述样本真实值包括从数据库中导入的数据;
步骤S9中在进行反归一化处理时采用以下公式:
x=x'(xmax-xmin)+xmin。