神经网络和灰色系统模型在深基坑周边建筑物沉降预测中的应用

林楠 ，刘德利，李伟东

(1.吉林建筑工程学院，吉林长春 130118;2.吉林大学地球探测科学与技术学院，吉林长春 130026)

1 引言

随着城市建设的快速发展，在对地下空间充分利用的同时，也促进了深基坑的发展，在深基坑开挖过程中，周边土体处于临空状态，土体中原有应力开始释放，将对基坑周边环境产生较大影响，基坑的稳定状态，事关工程建设的成败与安全，会对整个工程的可行性、安全性及经济性等起着重要的制约作用，并在很大程度上影响着工程建设的投资及效益。因此对深基坑周边建筑物进行沉降监测，并通过理论建模对沉降变形随基坑开挖深度的变化进行模拟计算，然后与实际施工过程中的实际监测数据进行对比，找出规律，这样对深基坑开挖、支护方案的确定以及安全生产具有重要的指导意义［1～2］。本文分别利用神经网络和灰色系统预测模型，对深基坑周边建筑物的沉降量进行了预测分析，并将预测结果与实际观测值进行了比较。

2 沉降预测方法研究

2.1 BP神经网络预测模型

(1)BP网络原理

神经网络是用大量简单的处理单元广泛连接组成的复杂网络，用以模拟人类大脑神经网络的结构和行为，BP神经网络是人工神经网络的基本方法，也被称为误差反向传播神经网络，其实质是求解误差函数的最小值问题，利用它可以实现多层前馈神经网络权值的调节。BP神经网络模型结构如图1所示，网络由输入层节点、隐含层节点和输出层节点构成，各层之间各个神经元有权值实现权连接，隐含层和输出层设有阈值。……