ТЕХНОЛОГИИ
53 2022 / № 3
поровом давлении Pпор и др . по профилям и разрезам основания . Применительно к прогнозу осадки St расчётная модель может быть рассмотрена в классе двухслойных нейронных сетей , который реализован в пакете ST Neural Networks . Проведём аналогию , будем считать нейронами расчётные блоки параметров St , Pt , Qt . На вход каждого искусственного нейрона поступают данные ГТМ , которые могут быть интерпретированы как входные сигналы нейросетевой модели . Все виды ГТМ , приведённые на схеме рис . 2 , позволяют определить значения осадки с разной степенью точности , которая зависит от технического задания и программы каждого исследования . В алгоритме нейронной сети каждый входсигнал нейрона ( входы к блокам St , Pt , Qt ) умножается на соответствующий вес , определяющий , насколько этот вход влияет на состояние нейрона .
На втором этапе рассчитывается сумма весовых произведений , которая преобразуется активационной ( передаточной ) функцией нейрона в выходной сигнал . Нейрон активируется тогда , когда суммарный уровень сигналов , пришедших в его ядро , превысит определённый уровень ( порог активации ). Для целей ГТМ примем выбранное среди входов ( по безопасности наибольшее ) значение расчётной осадки St в качестве базового при прогнозировании осадки St + 1 на следующем технологическом этапе .
Для прогноза St + 1 в качестве активационной функции примем нормативные методы расчёта осадки во времени , регламентированные СП 22.13330 и реализуемые в ПК Midas GTS NX . Ход осадки St + 1 земляного полотна следует моделировать во взаимосвязи с технологическими процессами , с учётом необходимости применения уплотняющей нагрузки на пределе прочности грунтов .
В алгоритме расчётов предусмотрена , в соответствии с правилами построения сети Хопфилда , обратная связь — проверка значимости влияния разных геофизических исследований на достоверность весовых коэффициентов путём сравнения прогноза с фактическим значением осадки S , измеренным на t + 1-м этапе . Контрольная обратная связь имеет важнейшее значение , она позволяет на каждом следующем технологическом этапе организовать самообучение сети — корректировать весовые коэффициенты в зависимости от достоверности результатов разных исследований , полученных на предыдущем этапе .
На третьем этапе ГТМ производят оценку параметров St + 1 , Pt + 1 , Qt + 1 и определяют максимально допустимую строительную нагрузку Рмах на возводимые конструкции земляного полотна . Контроль консолидации грунтов следует выполнять последовательно по технологическим стадиям ( рис . 6 ).
Применительно к слабым основаниям выделены : а ) упрочнение грунтов , устройство свайного поля и гибкого ростверка ; б ) отсыпка насыпи и первого защитного слоя ; в ) устройство второго защитного с коэффициентом уплотнения , равным 1 ; г ) выдерживание или медленная отсыпка насыпи с контролем завершения консолидации для устройства верхнего строения пути . Каждая стадия отличается конструктивно-технологическим решением , способами механизации работ и , соответственно , прогнозом осадки . В ходе работ на каждой стадии возведения насыпи следует анализировать фактический ход осадки и причины
Рис . 6 . График консолидации слабых грунтов земляного полотна ВСМ ( пример ) возможных отклонений от прогнозной модели консолидации . Рассмотрим возможные варианты хода осадки .
1 ) Фактические значения осадки больше её прогнозных значений . Причины могут состоять в превышении безопасной для конструкции величины строительных нагрузок и воздействий , в изменении уровня грунтовых вод и соответственно влажности грунтов и др . Состояние грунтов может перерасти в прогрессирующую ползучесть с риском потери устойчивости насыпи , необходимо регулирование ( уменьшение ) нагрузки . Для механизации работ целесообразно использовать современные машины ( вибропогружатели , катки и др .), оборудованные автоматизированными системами контроля качества и технологического регулирования по вариантам : снижение нагрузки , переход в режим осцилляции , прекращение работ .
2 ) Осадки меньше проектных значений . Причины могут состоять в повышении порового давления , недостаточном учёте литологии массива и , как следствие , задержке сроков сдачи земляного полотна под верхнее строение пути . Для своевременной консолидации принимают меры по снижению порового давления , выдержке возведённой части насыпи , применению интенсивной технологии на аналогичных участках трассы и др .
Выводы . 1 . Особенности ГТМ строительства земляного полотна высокоскоростной магистрали состоят в необходимости постоянного контроля соответствия строительной техники и технологии жёстким требованиям СТУ ВСМ по надёжности и деформативности сооружений в сложных , переменных по трассе и во времени технологических условиях . В ходе строительства и особенно при опасности предельного состояния земляного полотна результаты ГТМ следует дополнять диагностикой с применением принципов искусственного интеллекта и регулированием технологической нагрузки в ходе работ .
2 . Комплексные геофизические исследования физико-механических характеристик геотехнических сооружений , возводимых при максимально допустимой нагрузке , и регулирование технологических процессов направлены на профилактику активизации опасных явлений , проектные темпы консолидации и своевременное завершение земляного полотна ВСЖМ для устройства верхнего строения пути .