基于神經網絡的樁基豎向承載力預測研究

李文強　徐　源　趙榮亮

(天津市勘察院,天津　300191)

隨著經濟的發展和科技的進步，人們對房子的需求越來越大，而為了節約國土空間和提高資源利用率，房子的高層化現象是明顯的發展趨勢。這對樁基的要求不斷提高，增加其承載力是發展的必然趨勢。因此基于神經網絡的樁基豎向承載力預測研究具有重要的意義。

1　研究背景

由于房子的高層化現象的出現并迅速發展，房子的樁基承載力越來越大，同時其樁基的面積有限，在重力的作用下，樁基的承載壓力大。為了提高樁基的承載力，我們需要建立以神經網絡為模型的樁基。由于神經網絡的特點是聯系比較緊密，各部分密切聯系，一個部分的變動甚至會影響其整體，因此樁基的建立在此基礎上不斷發展。

目前基于神經網絡的樁基豎向承載力預測研究產生了一定的研究成果，但是由于現實的需要，要求在此基礎上加大對基于神經網絡的樁基豎向承載力預測研究。同時，神經網絡的樁基也不僅僅局限在高層樓房上，而且形式各樣的橋梁的建立，各種大型重工業生產的工廠的建立也要求樁基的不斷鞏固與發展。這具有重要的現實意義和理論研究意義。樁基最基本的要求就是打堅實的基礎，樁基要求在洪水和地震等自然災害面前要求有一定的抗災能力。

2　研究方法

由于樁基具有重要的基礎性作用，研究的過程中需要在科學的研究方法的基礎上進行大量的實地考察和調查研究。具體的研究方法如下。

2.1　實際調查法

不同地區具有不同的實際情況，因此應該堅持具體問題具體分析。針對不同地區的土質情況、地理構造等問題進行實際考察，在調查的過程中可以通過數據的考核和分析，對不同地區的情況進行實地的評估。同時由于不同地區的不同生活特點，不同地區的建筑設計也存在差異，對不同地區應該堅持實地調查，只有這樣才能使樁基滿足建筑需要，有效使用資源。

常用的實際調查法有靜載試驗法和動力測樁法等。靜載試驗法就是進行實地模擬，將進行估算的重量和承載力在實地進行模擬，在進行的過程中會耗費較多的人力和物力，一定程度上造成了資源的浪費。但同時其測驗的效果比較好，適用性較強，因此我們在實際生活中也是一種常用的測量方法。動力測樁法主要特征不是依靠實物進行的，而主要是通過相似的承載力在動力的條件下進行模擬，通過測試樁基的承載力進行建筑的設計與分析。

2.2　數據分析法

在實際調查或者理論研究中所得到的數據進行分析也是基于神經網絡的樁基豎向承載力預測研究的常用方法。對數據的分析可以借用科學的手段進行比較分析，得到的結論可信度比較高，同時數據分析法對人員的技術和科學理論掌握的要求比較高，因此在采用數據分析法時必須盡可能多的使用數據，盡可能多的使用科技人才，這樣得出來的結論的可信度比較高。

數據分析常用的數據都是相關的，這樣的研究才能把相互分割的部分聯合起來，基于神經網絡的樁基也更具有現實意義。

2.3　知識借鑒法

基于神經網絡的樁基豎向承載力預測研究不應該僅僅局限在工程學方面的知識，也可以借助互聯網的知識。互聯網把一個個部分聯系起來，發現其內在聯系點，形成一個有機整體。樁基的每一部分也都是密切相關的，樁基是一個有機聯系的整體，因此對于基于神經網絡的樁基的提出也具有重要的意義，體現了不應該僅僅局限在工程學方面，同時也體現了互聯網時代的大背景下樁基研究的與時俱進。

基于神經網絡的樁基豎向承載力預測研究應該借鑒多種學科，各種動物自身的承載力以及所建造自己的“房子”也是我們可以借鑒的對象。總之，我們應該從生活中善于發現，善于聯系，善于創造。

2.4　模擬測驗法

基于神經網絡的樁基豎向承載力預測研究在實際的實驗中所耗費的人力物力的成本都比較高，因此為了減少支出，可以采用模擬實驗法。隨著科技的發展，數字化技術不斷提高，模擬測驗正是可以借助數字化技術，模擬實驗得到促進和發展。在數字化的影響下，模擬測驗可以在虛擬實踐中得到形象反映，模擬結果也具有重要的參考價值。因此在研究過程中我們應該多進行模擬測驗，減少失誤，提高準確率，同時也降低了成本。

3　研究內容

3.1　樁基長度

基于神經網絡的樁基豎向承載力預測研究中樁基具有重要作用，樁基的長度對建筑設計的作用十分明顯。樁基過長安全得不到保障，樁基過長將造成地基不夠鞏固，影響建筑的使用期限。樁基過短將會導致地基的建造缺乏有效保障，在遇到洪水等自然災害時的抵抗力較差。樁基過長或者過短都不利于建筑的建造和長期使用，因此樁基應該長度適當。

3.2　樁基直徑

樁基起到基礎鞏固的作用，樁基在建造的過程中對其直徑應該進行綜合考慮。同時對其使用成本也應該進行考慮，樁基的直徑過短會造成基礎不夠鞏固，而樁基過長將會造成成本較高，超出預算。樁基直徑也應該進行綜合分析，統籌考慮。

3.3　樁基性質

樁基的性質主要涉及樁基材料的使用，樁基材料不同，其摩擦力也會不同。材料越光滑，摩擦力就越小，樁基中的摩擦力的影響將對樁基產生一定影響，因此在研究過程中必須對其進行考慮。

3.4　樁基的承載力

由于樁基是建造中的重要因素，樁基的承載力也具有重要的作用。樁基的承載力必須進行全面考慮，既要考慮承載力，也要盡可能的節約成本。樁基的承載力應該進行統籌考慮。樁基的承載力與樁基的材料、長度和性質密切相關，在建設的過程中應該綜合考慮。

4　綜合研究方案

在對基于神經網絡的樁基豎向承載力預測研究的研究背景、研究方法和研究內容進行全面分析的基礎上，我們應該進行統籌考慮，提出綜合的設計方案。首要考慮的是地區特點，例如我國的南方和北方有著各自的地域特色，南方的土質疏松，且地勢多為丘陵地帶，而北方則水土流失比較嚴重，地勢多為平原，所以應該根據地區的地質特征進行選擇。其次是樁基的承受能力、樁基的長度和直徑進行考慮，進行綜合分析，不僅考慮其使用成本，也要滿足建筑特色。最后，我們必須把各部分建立聯系，基于神經網絡的研究與建筑研究相聯系，既能促進建筑上的樁基的承受力發展，也能與時俱進，迎合時代發展的潮流。

5　研究展望及小結

5.1　研究展望

改革開放之后的近些年來，人工智能的理念和科學技術的飛速傳播，在發展的過程中也進入了千家萬戶。隨之發展起來的就是人工神經網絡理論，并且這項由理論而研發的技術早已成功的運用到土木工程的各項領域中，有力的解決了許多復雜的問題，成為利于巖土工程等項目的工具。由于人工神經網絡是一個處于動態網絡模型，因此，在運用時切忌固守成規，對于不同的工程項目類型，應該使該網絡模型適應這種不同的類型。但是，對于一些資料的缺失以及部分項目的不能運行，因此在這里簡要說明，對一些地方進行調查和分析，并予以改善。當前，已經有許多的學者對神經網絡體系做了大量的研究，從這篇文章可以看出，對于網絡結構的研究已經可以適應許多工程項目的現狀。

5.2　小結

基于神經網絡的樁基豎向承載力預測研究具有重要的理論和現實意義，我們在進行分析時不應該局限于樹樁研究，應該考慮其特定條件下基于神經網絡的樹樁研究。同時，各種方法應該綜合使用，對樁基也應該全面分析，與時俱進與數字化時代緊密結合。

參考文獻：

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