针对深大基础工程施工的特点,围绕深基坑工程自身的稳定性和环境岩土工程问题这一突出的技术难题.对于日益加大、加深的岩土工程问题,传统的研究方法中存在着"参数给不准"和"模型给不准"两个主要困惑,它们已经成为制约岩土工程发展的瓶颈.这就需要另辟蹊径,实现思维方式的变革,引入其他相关学科的最新成果,诸如智能神经网络、模糊数学理论、遗传算法等软科学方法,来研究深大基础工程施工变形的智能预测与控制方法.该文对地下工程施工过程中的稳定性和安全性进行了较系统的分析研究,建立了一套集深大基础工程施工变形预测与控制于一体的综合智能化施工控制系统.在MATLAB6.1平台的支持下,研制开发了相应的智能化预测与控制软件系统,并通过实例分析,验证了上述研究的可行性和有效性.该文的主要工作包括:(1)提出了智能地下工程学的新思想,在总结国内外有关的最新研究成果的基础上,系统地归纳并整理了有关软科学方法在岩土工程和地下工程方面的应用;系统地总结了近10余年来深基坑工程设计、施工和预测控制等方面的研究内容与方法.(2)系统地介绍了计算智能的各个基础学科,包括神经网络、模糊逻辑、进化计算(遗传算法和进化规划)、灰色系统理论、时间序列分析、专家系统、混沌和分形、粗糙集理论和GIS等方面.系统地阐述了计算智能岩土工程各方面的相关概念和算法步骤,并对模糊神经网络、遗传神经网络、混沌神经网络、灰色神经网络、专家神经网络和GIS神经网络等集成计算智能学科进行了较深入的分析,并在上述研究工作的基础上初步建立了智能岩土工程的基础理论框架.(3)由作者长驻工地的认识,详细介绍并分析了润扬悬索大桥北锚碇锚区的气象与地质条件,围护结构设计,降水、封水设计,土方开挖方案设计,施工监测设计等方面的情况.(4)针对深基坑施工为高度复杂的多因素综合影响的非线性系统,采用遗传神经网络、灰色关联分析等对深基坑施工变形的影响因素进行了系统的分析及其重要性程度的排序.(5)首次将自适应灰色理论预测系统应用于地连墙的变形预测.计算结果表明,该预测方法克服了传统灰色建模方法的弊端,对深基坑工程变形预测分析具有较好的适应性.该文还开发了基于MATLAB6.x平台的神经网络多步滚动预测,并引入了自适应步长调整和模糊动态调节机制.首次将变步长混沌优化策略遗传神经网络算法应用到考虑多因素地连墙施工变形的并行神经网络预测中.针对遗传算法全局搜索强而局部搜索能力弱的特点,引入了局部搜索算法和小生境算子,形成了一种高效的混合遗传算法.在此基础上,首次应用"自适应灰色—全局局部混合遗传神经网络"对地连墙变形时间序列进行了较深入的研究和预测预报工作.(6)通过对深基坑工程的监测资料进行较深入的分析研究,得出了特深大基坑的水土压力、地连墙侧向位移、地表沉降等特有的一些规律.在分析基坑时空效应的基础上,详细阐述了深基坑信息化施工的原理和步骤,并将上述软科!学的最新成果应用到信息化施工的预测控制中去.(7)指出了实现深基坑工程施工过程的智能控制是解决问题的关键所在.在系统地阐述智能控制的理论体系的基础上,结合国内外目前地下工程研究现状,提出了集成计算智能预测和模糊逻辑控制的智能预测与控制的思路,并开发了基于MATLAB6.x平台的"集成智能软计算预测系统和神经模糊逻辑控制软件系统".结合在建的润扬长江公路大桥南汊悬索桥北锚碇深大基础工程的施工全过程,进行了集成计算智能预测和神经模糊逻辑控制,该项研究对该工程能以安全、高效和优质地运行、实现深大基础工程施工变形的及时主动控制,提供了理论依据和技术保障.