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基于人工神经网络的盐渍土地区桥涵基础选型研究

作　者: 孙立祺
导　师: 王毅红
学　校: 长安大学
专　业: 结构工程
关键词: 盐渍土基础选型人工神经网络 BP神经网络 Matlab7.1 网络训练训练样本
分类号: U443.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

基础选型是一个涉及面广,综合性强的工作,需要多方面的知识和丰富的工程设计经验,尤其在盐渍土地区,不良的地基土性质加大了基础选型的不确定性因素。这种情况下,确定性的分析方法很难奏效,而人工神经网络等非确定性方法却可以发挥作用。本文运用了人工神经网络的方法来进行盐渍土地区桥涵基础的选型,它充分发挥了神经网络高度的非线性,高度的容错性和鲁棒性、自学习和实时处理等特点。本文首先通过大量检索基础工程的研究成果,归纳出盐渍土地区的工程特点以及工程病害,并概述了BP神经网络的基本原理,在建立基于人工神经网络的盐渍土地区桥涵基础选型模型的之前,分析了各种基础形式的优缺点以及适用范围,提取了盐渍土地区桥涵基础选型的主要控制因素,探讨了BP人工神经网络隐含层个数以及隐含层单元节点数的选取问题,确定了BP人工神经网络隐含层的结构。在Matlab7.1环境下建立了盐渍土地区桥涵基础选型的BP神经网络模型。并编制了人机交互式输入界面,方面设计人员的使用。在建立的模型中输入工程项目、工程地质资料数据作为网络学习训练样本,对建立的神经网络模型进行训练,优化网络模型。经检验,训练好的网络模型性能良好。从而表明运用神经网络方法在盐渍土地区基础选型设计中具有重要的参考价值和现实意义。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
第一章绪论  9-19
  1.1 概述  9-11
  1.2 盐渍土对工程的危害及分析  11-14
    1.2.1 盐渍土对工程的危害  11-14
    1.2.2 产生危害的原因分析  14
  1.3 基础选型中存在的问题以及发展现状  14-16
    1.3.1 基础选型中存在的问题  14-15
    1.3.2 基础选型方法研究现状  15-16
  1.4 本课题研究的背景和意义  16-17
  1.5 本文的研究思路与研究内容  17-19
第二章人工神经网络简介  19-27
  2.1 人工神经网络概述  19-20
    2.1.1 人工神经网络简介  19
    2.1.2 人工神经网络的优越性  19-20
  2.2 人工神经网络理论基础  20-23
    2.2.1 人工神经元模型  20-22
    2.2.2 人工神经网络的应用领域  22-23
  2.3 人工神经网络的学习  23-24
  2.4 常见的人工神经网络模型  24
  2.5 人工神经网络与生物神经网络的比较  24
  2.6 小结  24-27
第三章 BP神经网络在基础选型中的应用  27-37
  3.1 BP神经网络概述  27-28
    3.1.1 BP神经网络的基本思想  27
    3.1.2 BP网络算法原理  27-28
  3.2 BP网络算法的理论推导  28-33
  3.3 BP网络学习算法的缺点及改进  33-34
  3.4 BP网络的计算流程  34-35
  3.5 Matlab及其神经网络工具箱简介  35-36
    3.5.1 Matlab神经网络工具箱简介  35-36
    3.5.2 Matlab实现BP算法的一般步骤  36
  3.6 小结  36-37
第四章影响基础选型因素的分析  37-47
  4.1 桥涵基础的基本要求  37-40
  4.2 几种基础形式体系的对比分析  40-45
    4.2.1 分类  40-41
    4.2.2 基础型式优缺点对比分析  41-43
    4.2.3 基础选型影响因素分析  43-45
  4.3 小结  45-47
第五章人工神经网络模型的构建  47-53
  5.1 人工神经网络模型的构建  47-50
    5.1.1 网络层数的确定  47
    5.1.2 输入层的设计  47-48
    5.1.3 输出层的设计  48
    5.1.4 隐含层的神经元数  48-49
    5.1.5 激活函数的选取  49-50
  5.2 模型的Matlab实现  50
    5.2.1 网络的生成及初始化  50
    5.2.2 网络参数的设置  50
  5.3 小结  50-53
第六章盐渍土地区桥涵基础选型系统的开发与应用  53-65
  6.1 系统的基本结构  53-54
  6.2 盐渍土地区桥涵基础选型系统的使用  54-58
    6.2.1 盐渍土地区桥涵基础选型模型的启动  54-55
    6.2.2 输入学习样本  55-57
    6.2.3 输入预测样本  57-58
  6.3 盐渍土地区桥涵基础选型系统使用实例  58-64
    6.3.1 工程实例一 —K631上跨桥  58-60
    6.3.2 工程实例二 —格尔木2号大桥  60-61
    6.3.3 工程实例三 —发展大道分离立交  61-64
  6.4 小结  64-65
第七章结论与展望  65-69
  7.1 论文的主要研究成果  65-66
  7.2 有待进一步研究的问题  66-69
参考文献  69-73
攻读硕士学位期间参与的科研项目及获得奖励  73-75
致谢  75

基于人工神经网络的盐渍土地区桥涵基础选型研究

内容摘要

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