【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及路基沉降，具體涉及一種軟土地基工后沉降預測與風險評估系統。
技術介紹
1、在全球范圍內，大量的基礎設施建設和城市開發都發生在軟土地基上。軟土的物理和力學性質使得其在施加荷載后，容易發生固結和沉降，影響建筑物的安全性和功能。現有的沉降預測方法多依賴于經驗公式，這些方法往往無法適應不同土壤特性和施工條件的復雜性。此外，傳統的監測手段如水位計和沉降觀測井，往往具有滯后性，難以及時反映土體的變化。
技術實現思路
1、針對現有技術存在的不足，本專利技術的目的一種軟土地基工后沉降預測與風險評估系統。
2、為實現上述目的，本專利技術提供了如下技術方案：
3、一種軟土地基工后沉降預測與風險評估系統，其包括：
4、數據采集模塊，設置在軟土地基的關鍵位置，其包括用于檢測土壤內部的濕度的土壤濕度傳感器、用于檢測土壤內部壓力的壓力傳感器和用于檢測土壤內部位移的位移傳感器；
5、數據分析模塊，對數據采集模塊采集的數據進行預處理，并從預處理后的原始數據中提取關鍵特征，并作為模型輸入；
6、沉降預測模塊，包括有限元模型及預測模型，將模型輸入輸入有限元模型，輸出不同荷載情況下的沉降結果，并結合預測模型輸出相應的沉降曲線及預測趨勢；
7、風險評估模塊，基于沉降預測模塊的預測趨勢，根據設定的閾值，輸出相應的風險等級。
8、所述數據采集模塊還設有用于采集土壤內部壓溫度的溫度傳感器。
9、所述數據分析模塊基于以下
10、數據預處理，包括對數據進行去噪、異常值檢測及插值與填補操作；
11、特征提取，包括：
12、利用相關分析篩選出與沉降密切相關的特征變量；
13、利用主成分分析對高維數據進行降維，獲取主要影響因子。
14、所述數據分析模塊還包括特征提取模型，所述特征提取模型基于數據采集模塊采集的數據，輸出沉降預測模塊所需的模型輸入。
15、所述模型輸入包括土層粘聚力，摩擦角，彈性模量。
16、所述有限元模型為三維有限元模型，三維有限元模型的具體運行步驟如下：
17、一、通過設定邊界條件和初始條件；
18、二、根據土體性質選擇對應的材料模型，并輸入相應的土體的物理和力學參數；
19、三、模擬施工過程中的不同荷載條件，進行靜態或動態分析，獲取土體的應力-應變狀態；
20、四、技通過有限元計算得到土體在施加荷載下的固結與沉降過程。
21、所述預測模型基于隨機森林模型，
22、首先基于地面沉降量和主控因素,建立了?10?重交叉驗證的隨機森林模型；
23、從訓練樣本集?z?=?{(?x1,?y1),(x2,y2),…,(xn,yn)}中,隨機產生?n?個訓練集m1,m2,…,mn;對每個訓練集生成相應的決策樹?t1,t2,…,tn;從全部?l?個屬性中隨機抽取l?個，?l?l作為當前節點的分裂屬性集，并從中選擇出一個最佳的分割屬性作為節點進行分裂；
24、將生成的多顆決策樹構成隨機森林，對于測試樣本集?z,利用每棵決策樹進行測試，根據得到預測結果?t1(?x),t2(x),…,tn(x)，其中t(x)表示?n?個?tn(?x)的集合，即隨機森林預測結果；tn(x)代表單棵決策樹的預測結果。
25、其還設有可視化界面，用于呈現沉降預測結果。
26、所述沉降預測結果包括預測沉降曲線、風險評估結果、敏感性分析圖。
27、本專利技術的有益效果：不僅提供了一個高效的技術手段來監測和預測沉降風險，還為施工過程中的決策提供了科學依據，提高了工程的安全性和經濟性。通過不斷的技術迭代與優化，該系統有潛力在更廣泛的工程應用中發揮重要作用。
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1.一種軟土地基工后沉降預測與風險評估系統，其特征在于：其包括：
2.根據權利要求1所述的軟土地基工后沉降預測與風險評估系統，其特征在于：所述數據采集模塊還設有用于采集土壤內部壓溫度的溫度傳感器。
3.根據權利要求1或2所述的軟土地基工后沉降預測與風險評估系統，其特征在于：所述數據分析模塊基于以下步驟實現關鍵特征提取：
4.根據權利要求3所述的軟土地基工后沉降預測與風險評估系統，其特征在于：所述數據分析模塊還包括特征提取模型，所述特征提取模型基于數據采集模塊采集的數據，輸出沉降預測模塊所需的模型輸入。
5.根據權利要求4所述的軟土地基工后沉降預測與風險評估系統，其特征在于：所述模型輸入包括土層粘聚力，摩擦角，彈性模量。
6.根據權利要求1所述的軟土地基工后沉降預測與風險評估系統，其特征在于：所述有限元模型為三維有限元模型，三維有限元模型的具體運行步驟如下：
7.根據權利要求6所述的軟土地基工后沉降預測與風險評估系統，其特征在于：所述預測模型基于隨機森林模型，
8.根據權利要求1所述的軟土地基工后沉
9.根據權利要求1所述的軟土地基工后沉降預測與風險評估系統，其特征在于：所述沉降預測結果包括預測沉降曲線、風險評估結果、敏感性分析圖。
...【技術特征摘要】
1.一種軟土地基工后沉降預測與風險評估系統，其特征在于：其包括：
2.根據權利要求1所述的軟土地基工后沉降預測與風險評估系統，其特征在于：所述數據采集模塊還設有用于采集土壤內部壓溫度的溫度傳感器。
3.根據權利要求1或2所述的軟土地基工后沉降預測與風險評估系統，其特征在于：所述數據分析模塊基于以下步驟實現關鍵特征提取：
4.根據權利要求3所述的軟土地基工后沉降預測與風險評估系統，其特征在于：所述數據分析模塊還包括特征提取模型，所述特征提取模型基于數據采集模塊采集的數據，輸出沉降預測模塊所需的模型輸入。
5.根據權利要求4所述的軟土地基工后沉降預測與風險評估...
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