地質(zhì)工程監(jiān)測預警理論與方法

前言

地質(zhì)工程失穩(wěn)所造成的地質(zhì)災害危及人民的生命財產(chǎn)與工程安全，影響工程的建設，尤其是我國獨特的地形地質(zhì)條件及大規(guī)模工程建設，使得這一問題尤為突出，已引起世界各國的高度重視，地質(zhì)工程監(jiān)測預警與防治已成為工程建設的熱點和關鍵科學技術難題。地質(zhì)工程由于巖體特性的不均勻性，地質(zhì)構造的復雜性，勘測設計階段不可能完全搞清工程的地質(zhì)模型。在各種力的作用和自然因素的影響下，地質(zhì)工程的變形失穩(wěn)機理復雜，在此基礎上的地質(zhì)工程初步設計和治理措施不能完全把握地質(zhì)工程的工作性態(tài)和安全狀況，需要依賴于有效的施工期監(jiān)控進行及時的診斷、預警，達到動態(tài)設計、信息化施工，有效防治地質(zhì)工程的變形失穩(wěn)問題。因此，研究地質(zhì)工程監(jiān)測及預警的理論與方法具有重要意義。全書共十四章。第一章總結(jié)了地質(zhì)工程監(jiān)測的研究意義、地質(zhì)工程安全的因素，分析了地質(zhì)工程監(jiān)測工程地質(zhì)力學綜合集成體系；第二章介紹了地質(zhì)工程監(jiān)測地質(zhì)信息系統(tǒng)體系和程序；第三章介紹了地質(zhì)工程監(jiān)測信息管理與查詢系統(tǒng)體系和程序；第四章介紹了地質(zhì)工程監(jiān)測不穩(wěn)定先兆分析系統(tǒng)體系和程序；第五章建立了基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡的參數(shù)反分析理論與方法；第六章建立了基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡基坑工程預測模型并應用于大型工程；第七章闡述了基于智能算法的監(jiān)測信息預測研究方法與體系；第八章論述了基于灰色神經(jīng)網(wǎng)絡組合算法的變形預測模型和體系；第九章建立了基于模糊控制理論的變形控制的模型與方法；第十章闡述了基于小波的時序改進法的監(jiān)測信息預測理論與方法；第十一章闡述了五強溪水電站左岸船閘邊坡監(jiān)測信息系統(tǒng)的建立與應用；第十二章介紹了錦屏一級電站左岸纜機平臺邊坡穩(wěn)定分析與監(jiān)測策略研究成果；第十三章介紹了潤揚大橋地基基礎安全監(jiān)測與反饋研究工作與成果；第十四章介紹了潤揚大橋南錨碇排樁凍結(jié)法基坑監(jiān)測分析研究成果。本書內(nèi)容是作者多年來科研工作的總結(jié)，尤其是得到了國家自然科學基金“雅礱江水電開發(fā)聯(lián)合研究基金”重點項目“巖石高邊坡失穩(wěn)的大型滑坡預警和防治（50539110）”的資助和江蘇省長江大橋建設指揮部、國家電力公司中南勘測設計研究院等單位的大力支持，在此表示衷心的感謝！

內(nèi)容概要

本書系統(tǒng)研究了地質(zhì)工程監(jiān)測與預警工程地質(zhì)力學綜合集成體系、地質(zhì)工程監(jiān)測與地質(zhì)信息系統(tǒng)、地質(zhì)工程監(jiān)測信息管理與查詢系統(tǒng)、地質(zhì)工程監(jiān)測不穩(wěn)定先兆分析系統(tǒng)，以及基于神經(jīng)網(wǎng)絡的位移反分析、人工神經(jīng)網(wǎng)絡與遺傳算法的監(jiān)測信息預測、智能算法的監(jiān)測信息預測研究、灰色神經(jīng)網(wǎng)絡組合算法的變形預測、模糊控制理論的變形控制研究、小波的時序改進法的監(jiān)測信息預測等理論與方法，并應用于邊坡、地基基礎及深大基坑等地質(zhì)工程實例。    本書可作為地質(zhì)工程與巖土工程專業(yè)研究生的參考書，也可供相關領域的科研人員、工程技術人員參考。

書籍目錄

前言 第一章 地質(zhì)工程監(jiān)測工程地質(zhì)力學綜合集成體系   1.1 地質(zhì)工程監(jiān)測研究意義   1.2 地質(zhì)工程安全的因素   1.3 工程地質(zhì)力學綜合集成監(jiān)測體系 第二章 地質(zhì)工程監(jiān)測地質(zhì)信息系統(tǒng)   2.1 地質(zhì)信息管理系統(tǒng)   2.2 地質(zhì)信息可視化查詢分析系統(tǒng)   2.3 地質(zhì)信息三維圖形分析系統(tǒng)   2.4 地質(zhì)信息剖面分析系統(tǒng) 第三章 地質(zhì)工程監(jiān)測信息管理與查詢系統(tǒng)   3.1 地質(zhì)工程監(jiān)測信息管理系統(tǒng)   3.2 地質(zhì)工程監(jiān)測信息可視化查詢分析系統(tǒng) 第四章 地質(zhì)工程監(jiān)測不穩(wěn)定先兆分析系統(tǒng)   4.1 穩(wěn)定程度分級   4.2 不穩(wěn)定先兆分析方法   4.3 不穩(wěn)定先兆分析判別參數(shù)的獲得   4.4 地質(zhì)工程不穩(wěn)定先兆分析計算   4.5 系統(tǒng)的結(jié)構和功能   4.6 主要控制界面 第五章 基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡的參數(shù)反分析   5.1 基于BP網(wǎng)絡的位移反分析原理   5.2 BP神經(jīng)網(wǎng)絡原理   5.3 均勻試驗設計法   5.4 基于BP網(wǎng)絡的參數(shù)靈敏度分析   5.5 基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡的參數(shù)反分析實例 第六章 基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡基坑工程預測模型   6.1 概述   6.2 基于橫向推廣的神經(jīng)網(wǎng)絡建模   6.3 基于時間序列的神經(jīng)網(wǎng)絡建模   6.4 神經(jīng)網(wǎng)絡多步預測建模   6.5 基于時間序列上的基坑變形預測的應用   6.6 基于橫向推廣的神經(jīng)網(wǎng)絡支撐軸力預測的應用 第七章 基于智能算法的監(jiān)測信息預測研究   7.1 監(jiān)測信息預測問題的神經(jīng)網(wǎng)絡建模   7.2 基于遺傳算法的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(GABP)預測   7.3 基于模擬退火法的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(SABP)預測   7.4 基于變尺度混沌優(yōu)化的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(MSCBP)預測   7.5 預測成果分析 第八章 基于灰色神經(jīng)網(wǎng)絡組合算法的變形預測   8.1 概述   8.2 灰色系統(tǒng)的基本理論   8.3 人工神經(jīng)網(wǎng)絡的基本原理   8.4 灰色神經(jīng)網(wǎng)絡組合預測方法   8.5 灰色模型和灰色神經(jīng)網(wǎng)絡串聯(lián)算法變形預測實例 第九章 基于模糊控制理論的變形控制 第十章 基于小波的時序改進法的監(jiān)測信息預測 第十一章 五強溪水電站左岸船閘邊坡監(jiān)測信息系統(tǒng) 第十二章 錦屏一級電站左岸纜機平臺邊坡穩(wěn)定分析與監(jiān)測策略 第十三章 潤揚大橋地基基礎安全監(jiān)測與反饋 第十四章 潤揚大橋南錨碇排樁凍結(jié)法基坑監(jiān)測分析 參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：地質(zhì)工程是以地質(zhì)體為建筑材料，以地質(zhì)體為工程結(jié)構，以地質(zhì)環(huán)境為建筑環(huán)境的一類建筑工程。它是建筑工程中的重要組成部分。它以巖土地基、巖土邊坡、巖土圍巖等主要形式形成建筑物，或與結(jié)構物組成各種形式的建筑物整體。地質(zhì)工程主要包括邊坡工程、地下硐室工程、地基及基礎工程和基坑工程等。大型、超大型工程及其基礎的設計、施工和運行雖然已經(jīng)積累了豐富的實踐經(jīng)驗，但由于其規(guī)模較大，難免存在一些不確定因素。（1）巖土體由于其復雜的地質(zhì)成因和經(jīng)受過復雜的地質(zhì)變化，使其成分和結(jié)構具有很強的不均勻性、各向異性及不連續(xù)性。巖土體成分和結(jié)構的不均勻性、各向異性及不連續(xù)性決定了巖土體力學性質(zhì)的復雜性。有限的工程勘探和巖土試驗取得的力學參數(shù)反映的巖土體力學性質(zhì)難免與巖土體的實際力學性質(zhì)存在偏差，而且這些偏差存在不確定性。（2）其結(jié)構的復雜性導致其應力分布的復雜性。構筑物應力分布的復雜性決定了計算的應力分布與實際的應力分布難免存在偏差，這種偏差存在著不確定性。（3）自然環(huán)境和人類活動對工程構筑物的影響是設計中不可忽視的因素，如風、地震、天氣、洪水、交通運輸?shù)?，這些因素具有突發(fā)性和不可預測性，這些因素產(chǎn)生的荷載更具有不確定性和復雜性。不確定因素的存在，即使采用保守的設計標準，仍難完全避免在某些部位發(fā)生局部變形和局部破壞，影響基礎工程的穩(wěn)定性。而大型、超大型工程一旦不測，損失慘重。所以，通過對工程進行安全監(jiān)控，隨時掌握工程的穩(wěn)定狀況，及時發(fā)現(xiàn)不穩(wěn)定因素，及時采取安全措施，是保證工程安全運行的必備措施。建筑物建造在地質(zhì)構造復雜、巖土特性不均勻的地質(zhì)體上或其內(nèi)部，在各種力的作用和自然因素的影響下，其工作性態(tài)和安全狀況隨時都在變化，如果出現(xiàn)異常，又不被我們及時掌握這種變化的情況和性質(zhì)，任其險情發(fā)展，其后果不堪設想，如能在事前運用必要的有效觀測手段對這些工程進行監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)問題，采取有效的措施，上述災難就可避免。

編輯推薦

《地質(zhì)工程監(jiān)測預警理論與方法》為地質(zhì)工程東蘇省重點學科建設項目。

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