一种岩土工程稳定性的概率化评价方法

本发明涉及岩土体变形稳定性评价领域，尤其涉及一种岩土工程稳定性的概率化评价方法。

背景技术：

1、在施工建设过程中，基坑稳定性评价一直是工程安全部门亟需解决的难题，而施工项目上大多凭借基坑变形位移是否处于控制区间从而对基坑稳定性进行评价，该种方法不仅要花费大量的人力物力，其评价的准确性也差强人意，也因此经常导致基坑过度防护和失稳事故的发生。事实上，基坑变形位移与岩土体物理力学参数具有复杂非线性的映射关系，难以用简单的运算方程进行表示。

技术实现思路

1、本发明提供一种岩土工程稳定性的概率化评价方法，以克服上述技术问题。

2、为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

3、一种岩土工程稳定性的概率化评价方法，包括如下步骤：

4、s1、获取施工现场的岩土体物理力学参数范围，基于正交设计的方法，获取岩土体物理力学参数集合；

5、s2、根据所述岩土体物理力学参数集合，建立岩土体物理力学参数和基坑变形位移值的映射回归模型，以获取训练后的映射回归模型；

6、s3：获取现场实测的岩土体物理力学参数，以根据训练后的岩土体物理力学参数和基坑变形位移值的映射回归模型，获取现场的基坑变形位移值；

7、s4、根据所述现场的基坑变形位移值，获取基坑的稳定性概率，以实现对基坑稳定性的评价。

8、进一步的，所述s2中，所述岩土体物理力学参数和基坑变形位移值的映射回归模型建立方法如下：

9、s21：根据所述岩土体物理力学参数集合，获取若干映射分区；

10、s22：获取第 个映射分区的经审查数列处理后的能够被仿真基坑模型用来进行回归映射的数据；

11、s23：建立第一上入数列公式和第二上入数列公式；

12、s24：根据所述第 个映射分区的经审查数列处理后的能够被仿真基坑模型用来进行回归映射的数据、第一上入数列公式和第二上入数列公式，获取改良后的仿真基坑模型的数据函态；

13、s25：建立下出数列公式，以根据改良后的仿真基坑模型的数据函态，获取第 个映射分区基坑变形位移值相的变相化系数；

14、s26：根据所述第 个映射分区基坑变形位移值相的变相化系数，获取第 个映射分区基坑变形位移值，以完成对岩土体物理力学参数和基坑变形位移值的映射回归模型的建立。

15、进一步的，所述s22中，获取经审查数列处理后的能够被仿真基坑模型用来进行回归映射的数据所采用公式如下：

16、，

17、其中， 为经审查数列处理后的能够被仿真基坑模型用来进行回归映射的数据；均为审查数列的关联系数； 为第 个映射分区基坑变形位移值相的变相化系数； 表示第 个映射分区的岩土体物理力学参数； 为审查数列处理关系的误差； cc为sigmoid激活函数： 。

18、进一步的，所述s23中，第一上入数列公式和第二上入数列公式建立如下：

19、，

20、，

21、式中： 表示第一上入数列公式，利用sigmoid激活函数来记录输入信息； 表示第二上入数列公式，利用tanh函数来记录输入信息； 均为第一上入数列公式的关联系数； 均为第二上入数列公式的关联系数； 为第一上入数列的关系误差； 为第二上入数列的关系误差； 为双曲线型正切函数：

22、 。

23、进一步的，所述s24中，获取改良后的仿真基坑模型的数据函态所采用公式如下：

24、，

25、其中， 为改良前的仿真基坑模型的数据函态， 为改良后的仿真基坑模型的数据函态。

26、进一步的，所述s25中，所述下出数列公式建立如下：

27、，

28、获取第σ个映射分区基坑变形位移值相的变相化系数所采用公式如下：，

29、式中： 为下出数列输出的数据； 均为下出数列的关联系数； 为下出数列的关系误差； 为映射分区的基坑变形位移值相的变相化系数。

30、进一步的，所述s26中，获取第 个映射分区基坑变形位移值所采用公式如下：

31、，

32、式中： 表示回归映射公式的关联系数； 为第 个映射分区基坑变形位移值；为基坑变形的反算误差。

33、进一步的，所述s3中，获取现场的基坑变形位移值所采用方法如下：

34、s31：根据所述现场实测的岩土体物理力学参数集合，获取现场实测的岩土体物理力学参数的均值和方差；所采用公式如下：

35、，

36、，

37、，

38、，

39、，

40、，

41、，

42、，

43、式中： 分别为现场实测的粘聚力的均值、内摩擦角的均值、泊松比的均值和弹性模量的均值； 均为现场实测的岩土体的粘聚力值；均为现场实测的岩土体的内摩擦角值； 均为现场实测的岩土体的泊松比值； 均为现场实测的岩土体的弹性模量值； 为现场实测的岩土体力学参数的总数； 分别为粘聚力的方差、内摩擦角的方差、泊松比的方差和弹性模量的方差；

44、s32：根据现场实测的岩土体物理力学参数的均值和方差，建立岩土体力学参数的正态分布，以基于所述岩土体力学参数的正态分布，采用有放回抽样的方法，获得抽样后的岩土体力学参数集合；

45、其中，所述岩土体力学参数的正态分布建立如下：

46、，

47、，

48、，

49、，

50、式中： 表示现场实测的粘聚力的正态分布； 表示现场实测的内摩擦角的正态分布； 表示现场实测的泊松比的正态分布； 表示现场实测的弹性模量的正态分布；

51、s33：根据所述抽样后的岩土体力学参数集合和所述岩土体物理力学参数和基坑变形位移值的映射回归模型，获取与抽样后的岩土体力学参数集合对应的基坑变形位移值。

52、进一步的，所述s4中，获取基坑的稳定性概率方法如下：

53、s41：基于行业标准，获取符合行业标准的现场的基坑变形位移值的数量；

54、s42：根据所述符合行业标准的现场的基坑变形位移值的数量，获取基坑稳定性概率；，

55、式中： 为基坑稳定性概率； 为符合行业标准的基坑变形位移值数量； r表示抽样后的岩土体力学参数的总数。

56、有益效果：本发明的一种岩土工程稳定性的概率化评价方法，建立了岩土体物理力学参数和基坑变形位移值的映射回归模型，并将正交设计获得的岩土体力学参数进行训练，进而根据现场实测的岩土体物理力学参数，获得基坑变形位移值，最后通过基坑的稳定性概率，对基坑稳定性进行概率化的评价。本发明所建立的映射回归模型计算时间更短，计算效率更好，评价结果准确性更高，能够科学有效的避免基坑施工过程中普遍存在的过度防护和失稳事故的发生，节约现场施工的人力物力的同时也能够保障现场施工安全，更符合施工现场的实际应用需求。