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随着城市建设的发展,基坑围护工程日益增多,建设规模也越来越大,所遇到的工程问题和涉及的方面正日益广泛。基坑工程是一个综合性很强的系统工程,其支护方案的优劣直接影响工程进度、质量和成本,在整个基坑施工工程中占有重要的地位。因此基坑支护方案优化作为一项关系到结构安全和工程成本的工作越来越被工程技术人员重视。通过基坑支护方案的优选,可以从众多的设计方案中优选出适合工程的最佳设计方案可以做到使基坑稳定、安全、经济合理；通过方案的优化可以减少工程事故的发生,从而既经济效益又有社会效益；通过方案的优化,可以保护基坑周围的各种环境,从而带来环境效益,因此是非常必要和有意义的。
目前,一些新的理论、方法的研究以及大量的工程实践也极大的推动了基坑支护选型技术的发展,但目前来说,对深基坑支护结构的选择主要是依靠工程人员的经验,随机性比较大,科学化程度不是很高。本文以五种常见的基坑支护结构作为文章的研究对象,五种基坑支护结构包括:水泥重力式支护结构、土钉墙支护结构、桩锚支护结构、桩撑支护结构、地下连续墙等。由于在深基坑支护结构选型时必须要考虑诸多模糊、不确定因素,因此引入BP神经网络理论,深入研究了基于神经网络的基坑支护结构选型方法的问题,为神经网络技术在基坑选犁中的应用提供了一个完整的案例。
论文首先深入研究了深基坑支护工程及神经网络技术的的相关理论,选取了大量的深基坑支护工程的成功案例,组成了神经网络学习“知识库”；提取出影响深基坑支护结构选型的关键性因素,通过层次分析法、模糊理论等数学方法对其进行数值化处理；结合BP神经网络理论,在MATLAB语言环境下,编制了相应的选型决策程序；建立了基于神经网络技术的深基坑支护结构选择模型,并且从算法的选择、网络的层数、网络隐含层节点数目等角度对该神经网络模型进行学习和优化。
经过对比分析,最后文中采用的神经网络拓扑结构为10-19-6-1,该网络结构中含有一个输入层、两个隐含层以及一个输出层。其中传输函数采用对数S型,算法采用Levenberg-Marquardt算法,网络训练精度为10-4。
论文最后结合新华锦绣一期工程的基坑支护项目,应用基于神经网络的基坑支护选型模型,计算结果表明,该基坑支护结构的最优支护方案是采用桩锚支护。而实际上工程施工中采用的支护方式也是桩锚支护结构。同时,经过对桩顶的水平位移监测和周围道路的沉降监测,结果表明桩锚支护结构的选择是合理的,桩锚支护在本工程中的应用是成功的,基于BP神经网络的深基坑支护结构选型方法的具有一定的优越性,对以后类似的基坑支护工程具有一定的借鉴意义。