[发明专利]城轨保护MJS工法桩智能反分析快速反演方法及系统

权利要求书

1.一种城轨保护MJS工法桩智能反分析快速反演方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取现场基坑开挖地质的地勘初始参数与基坑开挖的监测数据；

利用有限差分分析软件建立以群智能优化算法α-PSO为核心的反分析系统软件，所述反分析系统以FLAC3D分析软件为计算函数；

根据地勘初始参数给定反分析系统软件的基本参数取值范围；

通过反分析系统对监测数据的不断优化更新，并不断根据优化更新后的监测数据计算得到岩土体参数，对岩土体参数不断迭代得到岩土体反分析参数；

根据岩土体反分析参数计算基坑与城轨变形位移；

其中，所述群智能优化算法α-PSO的公式如下所示：

v_id(k+1)＝φ{v_id(k)+c₁r₁(p_id-x_id(k))+c₂r₂(p_gd-x_gd(k))}

式中：c₁和c₂为学习因子，r₁、r₂是均匀分布在(0，1)之间的随机数，φ收缩因子，t为当前迭代数，α为控制阀值，其取值范围为0-1，C＝c1+c2，且C4，x_id(k)为当代粒子位置，x_gd(k)为最优粒子位置，p_id为当代最优粒子，p_gd为全局最优粒子，v_id(k)为更新前的粒子速度，v_id(k+1)为更新后的粒子速度。

2.根据权利要求1所述一种城轨保护MJS工法桩智能反分析快速反演方法，其特征在于，所述地勘初始参数包括MJS加固土参数，所述MJS加固土参数按置换率进行给定区间范围，其中区间上限为最好的土层在40％水泥掺量下通过置换率公式计算求得，区间下限为最差的土层在30％水泥掺量下通过置换率公式计算所得。

3.根据权利要求1所述一种城轨保护MJS工法桩智能反分析快速反演方法，其特征在于，所述基坑开挖的监测数据包括基坑围护结构第二道支撑下0.5m处的城轨铁路测点的监测位移。

4.根据权利要求1所述一种城轨保护MJS工法桩智能反分析快速反演方法，其特征在于，所述通过反分析系统对监测数据的不断优化更新，并不断根据优化更新后的监测数据计算得到岩土体参数；具体包括如下步骤:

设置群智能优化算法α-PSO的参数；

利用群智能优化算法α-PSO进行全局寻优，即在MJS加固土参数取值范围内随机生成NP个样本，以真实适应度函数作为适应度评价工具，获得每个样本的适应度，循环次数p＝0；

调用有限差分分析软件计算得出岩土体参数，并与监测位移进行比较，获取目标函数值。

5.根据权利要求1所述一种城轨保护MJS工法桩智能反分析快速反演方法，其特征在于，调用有限差分分析软件计算监测位移与岩土体参数之间的绝对步长，并将该步长看做目标函数值。

6.根据权利要求1所述一种城轨保护MJS工法桩智能反分析快速反演方法，其特征在于，目标函数值的计算公式如下：

f(x,y)＝∑[(x_i-x_i0)²+(y_i-y_i0)²]

式中：x_i、y_i为采用FLAC3D分析软件计算得到的计算位移；x_i0、y_i0为监测位移。