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    基于改进BP网络算法的隧洞围岩分类

    周翠英 张亮 黄显艺

    周翠英, 张亮, 黄显艺, 2005. 基于改进BP网络算法的隧洞围岩分类. 地球科学, 30(4): 480-486.
    引用本文: 周翠英, 张亮, 黄显艺, 2005. 基于改进BP网络算法的隧洞围岩分类. 地球科学, 30(4): 480-486.
    ZHOU Cui-ying, ZHANG Liang, HUANG Xian-yi, 2005. Classification of Rocks Surrounding Tunnel Based on Improved BP Network Algorithm. Earth Science, 30(4): 480-486.
    Citation: ZHOU Cui-ying, ZHANG Liang, HUANG Xian-yi, 2005. Classification of Rocks Surrounding Tunnel Based on Improved BP Network Algorithm. Earth Science, 30(4): 480-486.

    基于改进BP网络算法的隧洞围岩分类

    详细信息
      作者简介:

      周翠英(1963一),女,博士生导师,主要从事岩土工程与环境地质的教学与研究工作.E-mail:eeszcy@ZSU.edu.cn

    • 中图分类号: P642

    Classification of Rocks Surrounding Tunnel Based on Improved BP Network Algorithm

    • 摘要: 围岩分类对指导地下工程的设计和施工具有非常重要的意义.引入人工神经网络的方法, 进行隧洞围岩分类, 在传统BP算法的基础上, 通过改进学习算法、优化传递函数和网络结构进行神经网络方法优化.采用附加动量法和学习速率自适应调整的策略改进学习算法, 使得当误差大于上临界值时, 则降低学习率, 当误差小于下临界值时, 则适当提高学习率, 这样可加快网络的训练速度, 确保网络的稳定性; 通过引入调整学习率参数, 使得传递过程更加敏感, 加快了传递函数的收敛速度, 提高了训练函数的计算精度; 通过给定隐含层节点模型的取值范围, 对网络结构进行优化, 提高了泛化精度.将改进的BP网络模型应用于广东省东深供水改造工程的隧洞围岩分类中, 分类结果与根据《水工隧洞设计规范(SL279-2002) 》的分类结果完全一致, 表明该方法具有良好的工程实用性.

       

    • 图  1  BP网络模型结构

      Fig.  1.  Structure of BP network model

      图  2  不同形式Sigmoid型函数比较

      Fig.  2.  Comparison of different modalities of Sigmoid function

      图  3  隧洞围岩稳定性分类模型

      Fig.  3.  Stability classification model of rocks surrounding tunnels

      图  4  原始模型(a) 与改进模型(b) 误差曲线

      Fig.  4.  Error curves of the original model (a) and improved model (b)

      图  5  优化后的BP网络结构

      Fig.  5.  Structure of BP network after optimized

      表  1  围岩分类的神经网络学习样本

      Table  1.   Learning samples of neural network on classification of surrounding rocks

      表  2  归一化及变换处理后的学习样本

      Table  2.   Learning samples after normalizing and transforming

      表  3  待分级的走马岗隧洞围岩分类指标实测值

      Table  3.   Measurement classification indexes of surrounding rocks on Zoumagang tunnel to be classified

      表  4  走马岗隧洞围岩分类结果

      Table  4.   Classification results of Zoumagang rocks surrounding tunnel

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    出版历程
    • 收稿日期:  2004-12-07
    • 刊出日期:  2005-07-25

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