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非等间隔时序灰色模型的深基坑变形预测研究

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灰色预测在基坑变形监测中的应用

灰色预测在基坑变形监测中的应用

ｍｅｈ ｄ ｉ ｈｇ ｅ ｏ ｄ ｅ ｓｏ ｉ ａ ｄｈ ｓｉ ｐ ｌ ａ ｉｔ． ｔｏ ｓ ｉｈ ｒｇ ｏ ｎ ｓ ｆｆ ｎ ａ ｔ ａ ｐｉ ｂｌ ｙ ｔ ｓ ｃ ｉ
Ｋｅ ｒ ｓ ｅ ｐｐｔｄ ｆｒ ｔｏ ｙｗｏｄ ：ｄ ｅ ｉ ｅｏ ｍａ ｉｎ；ｇ ａ ｒ ｄｃｉｎ；ｅ ｕ ｌｓｅ ｒｙ ｐ ｅ ｉｔｏ ｑ ａ ｔｐ ＧＭ （ ， ）ｍｏ ｅ １１ ｄｌ
⑤还原值 ， 得还原 的预测基坑水平位移数据数列 ：
；。 （ ＋ １ 一； （ １ －ｓ （ ）， ‘ 是 ） ‘ ＋ ） 是 是一 １ ２ … ， ， ， ；
３ 模 型精度是模型预测的准确性和使用性的反映。等步 长 Ｇ （ ，） Ｍ １ １ 模型可采用后验差检验的方法 ：
工程 实例 ， 可进 行变形预测结果的分析和检验 ， 而证 实基坑位移 变形分析 中采 用灰 色 Ｇ （ ， ） 进 Ｍ １ １ 预测 方法的可行性 。该 方法的 拟合度较 高， 有其适用性 。 ［ 关键 词］ 深基坑 变形 灰 色预测 等 步长 ＧＭ（ ，） 型 １ １模
Ｇｒ ｙ Ｐｒ ｄ ｃ ｉ ｎ Ａ ｐ ｉａ ｉ ｎ ｉ ｈｅＰｉ ｆ ｒ ａ ｉ ｎ ｍ ｏ ｉｏ ｉ ｇ ａ ｅ ｉ ｔｏ ｐｌｃ ｔｏ ｎ ｔ ｔＤｅ ｏ ｍ ｔｏ ｎ ｔ ｒｎ
“ ａ
意义和经济价值 。一般基坑 变形监 测的 时间间隔是 相等 的， 因此 ， 本文拟利 用灰 色预测 理论 的等步 长 ＧＭ （ ， ） 型来 １１模
预测深基坑变形的位移变化 。 ２等 步 长 ＧＭ （ 。 ） 型 ［ １ １模 ］］ ２ 由灰色系统理论可知 ， 如果把 基坑水 平位 移 Ｓ 看作灰 信
令残差ｅ ） ｓ （ ； （ ， ，， 设 （ 一 “ “ ２…，。 ＝÷ ｅ ） ） 一１

灰色理论在基坑变形预测中的应用研究

灰色理论在基坑变形预测中的应用研究
要进 行插 值 。
其中 ， ａ和 ｕ是灰 参数 ， 其 白化值 （ 灰区 间中 的一个 可 能值 ）
监 测所得变 形量为 （ ） ＝｛ ３ ． ０ ， ４ ． ６ ， ５ ． ７ ， ６ ． ０ ， ６ ． ４ ， ７ ． ０ ， ７ ． ４ ｝，进
行 一次 累加 后得新 的 数据 列 ：
其中，ｘ ０ ） （ ） ＝ ∑ （ ｆ ） ， ｍ ＝ １ ２・ ・
构造 一 阶线 性微 分方 程 ：
ｄ ｘ等 进 行 监测 。现 对压 项 圈梁 的 ２号 点 ３月 ６日开 始每 隔 两 天 测得 的水 平位 移进 行建 模 。 由于监 测 时 间等 间隔 ， 故不 需
２ ０ １ ４ 年第２ 期总第１ ４ ６ 期
Ｓ＿ Ｌ＿ Ｃ０ Ｎ ＶＡＬＬＥ Ｙ
灰色理论在基坑变形预测中的应用研究
林亚 楠
（ 同济大学测绘与地理信息学院 ， 上海
２ ０ １ ６ ０ １ ）
摘 要 引起基 坑 变形 的 因素是很 多 的 ， 可将 其看 作 一个灰 色系统 ， 故 可利 用灰 色 系统 的理 论对 基坑 的 变形进 行预 测。 根据 灰 色系统理 论 ， 建立 基 坑 变形 的 Ｇ Ｍ（ １ ，１ ） 模型 ， 并结合 工程 实例对 预 测值 与结 果值 进行 比较 ， 证 明该 模型 有较 好 的精 度 ， 对指 导基 坑的 信 ％４ ５ ￣ｍ 具有重 要意 义 。 关键 词 灰 色理 论 ； 基坑变形 ； 信 息化 施 工 中图分 类号 ： Ｔ Ｕ ４ ７ ６ 文 献标识 码 ： Ａ 文章 编 号 ： １ ６ ７ １ － ７ ５ ９ ７（ ２ ０ １ ４ ）０ ２ － ０ ０ ９ ７ － ０ １
近些 年 ，由于 城 市 建设 的 高 速 发展 和 对地 下 空 间 的不 断 利 其中 ｋ ＝ Ｏ ，１ ，２ ，… ，ｎ — ｌ 。对 求得 的数 据 列 曼 （ ‘ ’ （ ＋ ｌ １ 作累 减 生成 ， 即得到 （ 。 的 预测 值 ：

基于非等时序灰色模型的路基沉降预测

基于非等时序灰色模型的路基沉降预测

ｉ （） ｓ ｔ （ 一 ） ］ ｓ ｔ ∞ ｎ ＝ ： ｉ ｎ １ｔ ＝： ［ ＋ （ ）
较， 结果表 明灰色模型 的预测沉 降量 与实际沉降量
更 接 近 ， 度更 高 。 精
２ 非 等 时序灰 色模 型
当 ｔ ２３ …， 一１ 利用 Ｌｇ ｎｅ ＝ ，， ｎ 时， ａ ａｇ 插值函数 ｒ 分段线形插值 ， ： 有
所 以要 将 非等 时距 序 列 变 换 成 等 时 距 序 列 ， 后 才 然
从 而得 到 等时距 沉 降增量 时 间序列 为 ：
｛ （） ＝ ，， ｎ ｓ ｔ Ｉ １２ …， ｝ ｔ
２ ２ 建立 等 时距序 列模 型 ． 以式 （ ） ７ 的为原始 数 据序列 ， 为 ｓ 记 ‘ 们。
・
８・
北 方 交 通
２ １ ０１
基 于非 等 时序灰 色模 型 的路 基 沉降 预 测
边旭 日
（ 延边公路勘测设计有 限责 任公 司 ， 延吉 摘 １３０ ） ３ ０ ２
要： 结合 高速公路路基 施工沉降观测数据 ， 讨论 了灰 色 系统理论 和双 曲线模 型在公路 路基 沉降预 测 中的
示 各 时段 间 隔不相 等 。
（ ２ ）
ｓ （ ＝窆ｓ （）ｉ １２…，） ｉ ） ｋ （． ，， ｎ
令： ｚ （ ＝｛（ ） ｚ ２ ，‘ ３ ， ，‘ （ ） （ ） ｚ （ ） … ｚ ’ ｎ ｝
式 中 ， ｔ—Ａ ｉ ；， ∈｛ ， ， ， △ ｉ ｔ ≠ｊ ｉｊ １ ２ … ｎ一１ ， 表 ； ）这
应 用， 并对等 间隔的灰 色模 型 Ｇ １ １ 进行 了改进 ， Ｍ（ ，） 建立 了任意 时间 间隔的非等 时序 改进灰 色模型。通过 具体 工

路基沉降的非等间隔时变离散灰色预测模型

路基沉降的非等间隔时变离散灰色预测模型
第 １ ８卷 第 ４期
２０１ １年
安 全 与 环 境 工 程
Ｓａ ｅ ｙ ａ ｄ Ｅｎｖ ｒ ｍ ｅ ａ ｇｉ ｅ ｉ ｇ ｆｔ ｎ ｉｏｎ ｎｔ ｌＥｎ ｎｅ ｒｎ
Ｖ ｏ． ８ ＮＯ ４ １１ ．
７月
Ｊ１ ｕ．
２ １ ０ｌ
路基沉降的非等 间隔时变离散灰色预测模型
张 勇 ， 斌 胡 ， 博 李 ， 王新刚１ ， ，３ ２
（ ． 国地质 大 学岩 土 钻掘 与 防护教 育部 工程研 究 中心 ， 汉 ４ ０ ７ ； １中 武 ３ ０ ４ ２ 中 国地质 大 学教 育部 长江三 峡库 区地质 灾 害研 究 中心 ， 汉 ４ ０ ７ ； ． 武 ３ ０ ４ ３ 中国地质 大学工 程 学院 ， ． 武汉 ４ ０ ７ ） ３ ０ ４
Ｃ ｉａ ３ Ｆ ｃ ｌ ｆ Ｅ ｇ ｎｅｉｇ， ｈ ｎ ｎｖ ｒｉ ｆＧ ｏｃｅ ｃｓＷｕ ａ ３ ０ ４ Ｃ ｉａ ｈ ｎ ；． ， ｈ ｎ ４ ０ ７ ， ｈｎ ） ｙ ｙ
Ａｂ ｔａ ｔ ｓｒ ｃ ：Ｔｏ ａ ａｙ ｅ ｔ ｅｌ ｔｔｏ ｓｏ ｒ ｙ ｍ ｏ ｅ ｎ ｌ ｚ ｈ ｉ ａｉｎ ｆｇ ｅ ｄ ｌＧＭ （ ， ） ｔ ｅ ｎ ｎ ｅ ｕ ｌｉ ｔｒ ａ ｉ ｅｖ ｒ ｉ ｇ ｄｓ ｒ ｔ ｍｉ １ １ ， ｈ ｏ — ｑ ａ ｎ ｅｖ ｌｔ — ａ ｙｎ ｉｃｅ ｅ ｍ ｇ ｅ ｏ ｅ ｆｂ ｉ ｉ ｇｓ ｂ ｉｅ ｃ ｕｌ ｂ ｓ ｄ ｏ ｉｃ ｅ ｅＧＭ （ ， ）ｍｏ ｅ． ｔ ａ ｉｐ ａ ｈ ｉ ｅｖ ｒ ｉｇ ｒ ｙｍ ｄ ｌ ｕ ｌ ｎ ｕ ｓｄ ｎ ｅｉ ｂ ｉ ａ ｅ ｎ ｄｓ ｒ ｔ ｏ ｄ ｓ ｔ １１ ｄ １Ｉ ｎｄ ｓ ｌｙ ｔ ｅｔ — ａ ｙｎ ｃ ｍ ａ ｄ ｎ ｎ ｅ ｕ ｌｉｔ ｒ ａ ｈ ｒ ｃｅ ｉｔｃ ｆｔ ｅｏ ｉｉ ａ ａａ Ｔｈ ａ ａ ｔｒ ｆｔ ｅｍ ｏ ｅ ｒ ｓｉ ｔｄ ｂ — ｎ ｏ － ｑ ａ ｎ ｅ ｖ ｌ ａ ａ ｔ ｒｓｉｓｏ ｈ ｒｇｎ ｌ ｔ． ｅｐ ｒ ｍｅ ｅ ｓｏ ｈ ｄ ｌ ｅｅ ｔ ｃ ｄ ａ ｍａ ｅ ｙｕ

MGM(1,n)灰色模型在基坑变形监测中的应用

MGM(1,n)灰色模型在基坑变形监测中的应用

基坑开 挖将 会 引起 周 围土 体 的侧 向位 移 和地面
沉 降 、 内支撑 轴力 的增加 及 围护结 构本 身 的变形 。 坑
目前 ， 于基 坑 变形 预测 的方 法 主要 有 时 问序 列 分 用 析… 、 人工 神 经 网络 和灰 色 Ｇ １ １ 模 型 Ｊ 有限 Ｍ（ ， ） 、 元反 演预报 Ｈ 等 ， 已取 得一 定成 果 。但 是 ， 并 上述 观 １ ＭＧＭ（ 。 ） 型及 其预测 步 骤 １， 模 １ 运用 灰 色系统 方 法 进 行预 测 分 析 ， 先需 要 通 首 过 数据 生成方 法 （ 累加 、 累减 或 数 据 映 射 ） 行数 据 进 生 成 ， 得非减 的 、 指 数 规律 的递 增 数 列 ； 后通 获 呈 然 过 微分 方程获 得拟 合 的 指数 曲线 方 程 式 ， 生成 数 对 列进 行预 测 、 原 ， 终 可 以得 到 原 始 数 列 的预 测 还 最 值 。设 有 ｎ个 相互关 联 的变 形 观测 点 ， 别获得 了 分 以 ｍ 为周期 的系 列 变 形 观测 资料 。其 中一周 期 的
ｓｍ ｌ ａｔ ｏｉｒ ｇｔ ｇｔ ａ ｅ ｃ ｄ Ｇ （ ， ）ｍ ｄｌ ｕｅ ｒ ｅｄａｓｎ ｅｉｎ ｒ ｉｉ ， ｍ ｏｉ ｅ ｏ ｅ ｅ ｎ ｍ ｎ ｏｎ ｒ ｓ ｒ ｓ ｅｔ ．Ｍ Ｍ １ ｎ ｏｅ， ｓｄｔ ｐｏ ｅ ｔ ｓｉｇ ｅ ｃｏ ｅ ｂｄ ｓｈ ｅ ｒ ｖ ｔ ｉ ａ ｅ ｃ ｌ ｅ ｏ ｃ ｙ ｈ ｚ ｐ ｄ ｔｎ ｅｔ
维普资讯
ＭＧＭ （ ， ） 色模 型 在 基坑 变 形监 测 中的应 用 １ 灰
徐 浩峰 朱 向荣
（ 浙江大学 宁 波理工学 院 宁波 ３５０ ） １１０
陈 斌”
（ 浙江水利水 电专科学校 杭州 ３０ １） １ ８ ０

基于灰色GM(1,1)模型的深基坑变形趋势预测

基于灰色GM(1,1)模型的深基坑变形趋势预测
孙旭霞 谌宗文
（中 交 第 二 航 务 工 程 勘 察 设 计 院 有 限 公 司 武 汉 ４３００７１）
摘 要 深基坑开挖具有极大的不 确 定 性，因 此 在 施 工 时 应 对 其 周 边 土 体 进 行 实 时 监 测，这 对 保 证基坑安全施工有重大意义。文中以某滨海液化天然气接收 站 取 水 口 深 基 坑 工 程 为 背 景，基 于 基 坑初期监测数据，建立灰色系统理论中的 ＧＭ（１，１）模 型，实 时 预 测 了 未 来 一 段 时 间 内 基 坑 的 位 移 值 ，得 到 了 较 准 确 的 预 测 结 果 ，验 证 了 其 工 程 适 用 性 。 关 键 词 基 坑 监 测 灰 色 预 测 ＧＭ（１，１）模 型
比σ（０）（犽）进 行 检 验，判 断 其 大 小 是 否 满 足 式 （８） 所属区间，满足方可进行 ＧＭ（１，１）建模［９］。
２）ＧＭ（１，１）建 模。构 造 数 据 矩 阵 犅 及 数 据
向 量犢
熿－狕（１）（２） １燄
熿－狓（０）（２）燄
犅＝
－狕（１）（３） １


，犢 ＝
－狓（０）（３） （９）
（１） （２） （３）
犽
∑ 狓（１）（犽）＝ 狓（０）（犿），犽 ＝１，２，…，狀 （４） 犿 ＝１
狕（１）（犽）＝ ０．５狓（１）（犽）＋０．５狓（１）（犽－１），
犽 ＝２，３，…，狀
（５）
ＧＭ（１，１）模 型 定 义 为 式 （６），如 下 。
狓（０）（犽）＋犪狕（１）（犽）＝犫
（６）
式中：犪 称为发展系 数，犪 的 大 小 和 符 号 反 映 了 数
现代工程如 高 层 建 筑、地 铁 工 程 中 大 量 存 在 深基坑工程。深基坑工程开挖施工过程中会发生 基坑内外土体变 形 等 情 况，由 于 深 基 坑 工 程 项 目 所涉 环 境 条 件 复 杂，一 旦 发 生 危 险，影 响 范 围 广， 因此在 施 工 过 程 中 必 须 对 其 变 形 进 行 监 测 。 ［１３］ 通 过 施 工 监 测 ，对 现 场 所 得 信 息 进 行 分 析 、临 界 报 警 、数 据 预 测 ，以 便 及 时 调 整 设 计 、改 进 施 工 方 法 ， 制定相应措施保 证 基 坑 开 挖 及 结 构 施 工 安 全，达 到安全化施工的目的。目前国内外关于预测基坑 位移变形预测的 方 法 有 很 多，主 要 有 模 糊 神 经 网 络法［４］，时 序 分 析 法［５］，灰 色 系 统 理 论 分 析 法［６］ 等。灰色系统 理 论 是 ［７８］ 由 我 国 著 名 学 者 邓 聚 龙 教 授 在 １９８２ 年 创 立 的 ，作 为 特 有 的 灰 信 息 处 理 方 法，用以解决实 际 问 题 中 大 量 存 在 的 少 信 息 和 不 确定性问题的系统科学新分支。采用该方法在基 坑、边坡等的 变 形 预 测 中 取 得 了 较 好 的 效 果。 本 文拟采用灰色 ＧＭ（１，１）预测模型，对 某滨 海液化 天然气（ＬＮＧ）接 收 站 取 水 口 深 基 坑 工 程 进 行 位 移预测和检验，并 根 据 现 场 实 测 与 预 测 模 型 所 得 结 果 的 对 比 ，考 察 该 方 法 的 预 测 效 果 及 影 响 因 素 。

基于灰色模型的基坑变形预测评价

基于灰色模型的基坑变形预测评价

Ｃ ｅｇ ｕＵ ｉｅ ｉ ｅ ｎｌ ｙ ｈｎｄ ，Ｓｃｕ ｎ６ ０ ５ ， ｈｎ ） ｈｎ ｄ ｎｖｒ ｔ ｏ ｃ ｏ ｇ ，Ｃ ｅｇ ｕ ｉ ａ １０ ９ Ｃ ｉａ ｓ ｙ ｆＴ ｈ ｏ ｈ
Ａ ｓｒｃ ：Ｔｈ ｅｐｅ ｃｖ ｔ ｎａｗ ｙ ｕｅ ｅｐｏ ｌ ｆ ｅｏｍａｉｎａ ｄｓ ｂｌｙｏ ｅｆｕ ｄ ｔ ｎｐｔ ｄｂａ ｉｇ ｂ ｔａ ｔ ｅｄｅ ｘ ａ ａｉ ｌ ａ ｓｃ ｓｓｔ ｒｂｅ ｏ ｆｒ ｔ ｎ ｔ ｉｔ ｆ ｈ ｎ ａｉ ｉ ａ ｒｃ ｏ ａ ｈ ｍｓ ｄ ｏ ａ ｉ ｔ ｏ ｏ ｎ ｎ
赵 昌贵，汪家林 ， 徐湘涛
（ 成都理工大学 地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室， 四川 成都 ６ ０ ５ ） １０ ９
摘
要 ：基坑 开挖 施 工 必然 会 引起 基 坑 以及 支护 结 构 的 变 形 稳 定 问题 ， 用 灰 色 系统预 测 理 论 建 立 了 采
深基坑 变形的非等时距 ＧＭ（ ， ） １ １预测模型 ， 用某工程实例 的实际监测数据对基坑各阶段 的变形进行 利 预测， 通过对预 测成果与 实际值的对 比分析 ， 对应用灰 色模型预测基坑 变形给予 了评价 。
Ｚ ＨＡＯ ｈ ｎ ～ ｕ ，Ｗ ＡＮＧ ｉ ｌ Ｃ ａｇｇ ｉ Ｊａ ｉ － ｎ，ＸＵ ａ ｇ ｔｏ Ｘｉｎ —ａ （ ｔｔＫｅ ａｏａｏｙｏ ｅ ａａｄＰ ｅｅｔ ｎａｄＧ ｏ ｖｒｎ ｅ ｔ ｒｔ ｔ ｎ， Ｓａｅ ｙＬ ｂｒｔ ｒ ｆＧ ｏ ｚｒ ｒｖｎｉ ｎ ｅｅ ｉ ｍ ｎ Ｐ ｏ ｃｉ ｈ ｏ ｎ ｏ ｅ ｏ
ｂ ｓｄ ｏ ｅ ｒ ｙｓ ｓｅ ｔｅ ｒ ．乃 ｅｄ ｆｒ ｔ ｎｐ ｅ ｉｔ ｎｏ ｅｆｕ ｄ ｔ ｎ ｐｔ ｓ ｄ ｔ ｅ ｎ ｔｒ ｇｄ ｔ ｆ ｈ ａｅ ｎｔ ａ ｙ ｔｍ ｏ ｙ ｈ ｇ ｈ ｅ ｍａｉ ｒｄ ｃｉ ｆ ｈ ｎ ａｉ ｉ ｉ ｍａ ｅ ｈ ｔ ｏ ｏ ｏ ｔ ｏ ｏ ｗｉ ｈ ｍｏ ｉ ｉ ａｏ ｅ ｏｎ ａ ｔ

基于灰色神经网络模型的基坑变形预测研究

基于灰色神经网络模型的基坑变形预测研究

中图分类号 ： Ｔ Ｕ ４ ３ ３ ， Ｐ ２ ５ ８
文献标识码 ： Ａ
基 于 灰 色 神 经 网络 模 型 的基 坑 变 形预 测研 究
吴 飞 宇
（ 蚌埠市勘测设计研究 院 ， 安徽 蚌埠 摘 ２ ３ ３ ０ ０ ０ ） 要： 结合灰 色 Ｇ Ｍ（ １ ， １ ） 模型和 Ｂ Ｐ神经 网络模 型各 自的优缺 点 ， 建 立 了灰 色神经 网络组合模 型 ， 并采 用该模型对
２ ０ １ ３年 ４月 第２ 期 文章编号 ： １ ６ ７ ２ — ８ ２ ６ ２ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ２ — １ ５ ４ — Ａｐ ｒ ． ２ ０１ ３
Ｎｏ ． ２
Ｕｒ ｂ ａ ｎ Ｇ ｅ ｏ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ Ｉ ｎ ｖ ｅ ｓ ｔ ｉ ｇ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ＆ Ｓ ｕ ｒ ｖ ｅ ｙ ｉ ｎ ｇ
数 列 ¨ ’ （ ｋ ） ＝∑ ’ （ ｉ ） ， 构 造 一 阶 线 性 微 分 方 程
Ｔ ｆｌ １
＋Ｏ ； Ｎ‘ ＝
，
根据 最 小二 乘 法可 求得 参 数 和 的
值 。微 分方 程 的时间 响应 序列 为 ：
示变 形监 测数据 的 内在 结构 和规 律 ， 可 以建 立 动 态模 型， 来 预 测变化 趋 势 。 目前 用 于变 形 预 测模 型 有很 多 种 Ｊ ， 如 回归分析 模 型 、 时 间序 列 分 析模 型 、 灰 色 系 统
存 在 互 相连 接 。Ｂ Ｐ神 经 网络具 有 误差 反 向传 播 算
色神 经 网络模型 是 一 种组 合 模 型 ， 它集 中 了灰 色理 论 和人 工神 经 网络 模 型 二 者 的优 点 ， 通 过灰 色 理 论 对原 始数 据进行 累加 生成 ， 突 出趋势 的影 响 ， 使得 神经 网络 的非 线性 激励 函数 更 易 于 逼近 ， 减 小 不 确 定成 分 对灰

基于灰色理论的深基坑变形监测数据分析杨乐薛沣潘豪陈雄伟房林福吴婧

基于灰色理论的深基坑变形监测数据分析杨乐薛沣潘豪陈雄伟房林福吴婧

基于灰色理论的深基坑变形监测数据分析杨乐薛沣潘豪陈雄伟房林福吴婧发布时间：2023-06-14T10:58:10.079Z 来源：《建筑创作》2023年7期作者：杨乐薛沣潘豪陈雄伟房林福吴婧[导读] 近年来，中国有关地表沉降的科学研究已不在少数，但目前对我国的主要方法仍是通过计算、研究沉降深基坑工程的变化规律及其结果，并根据以往的工作经验，设定最高允许沉降数值，以便控制在施工活动中的行为和控制变形率。

所以对深基坑开挖造成地表下陷现象的探讨也就十分必要，而且有着很重要的经济与社会意义。

中建八局第四建设有限公司山东青岛 266000摘要：近年来，中国有关地表沉降的科学研究已不在少数，但目前对我国的主要方法仍是通过计算、研究沉降深基坑工程的变化规律及其结果，并根据以往的工作经验，设定最高允许沉降数值，以便控制在施工活动中的行为和控制变形率。

所以对深基坑开挖造成地表下陷现象的探讨也就十分必要，而且有着很重要的经济与社会意义。

关键词：深基坑工程；沉降数值；控制变形率一、引言近几年，随着我国社会和经济的迅速发展，为缓解或从根本上解决住房紧张和交通拥挤等问题，建筑结构不断地向高层发展，从而充分利用土地资源。

随着我国高层建筑的不断提高和施工数量的不断增加，对深基坑工程的施工要求也日益严格。

由于高层建筑自身重量大，施工过程复杂，影响因素众多，因此很可能会对建筑自身和周围环境造成一定程度的影响。

在施工过程中，若不加强监控，很容易对周围的建筑物、管道、地面等造成影响，甚至造成损害。

另一方面，由于邻近的建筑物对基坑本身的承载力比较大，而基坑附近的地下管道往往会造成地表水体的渗漏，从而加速基坑的变形。

通过实际工程瓦窑堡万福园工程的监测数据进行分析处理，总结规律，再通过建立模型，实验室数据模拟得出一个沉降预测值，和实际的监测数据进行对比，以此得出地表沉降规律分析及预测，为工程实际提供帮助。

二、工程概况拟建项目场地位于象山区瓦窑西路二巷，开发万福庄园11层（局部十，九，三，二层）商品住宅楼，设二层地下室停车场约高8.00米。

关于灰色预测方法在深基坑变形中的应用探析

关于灰色预测方法在深基坑变形中的应用探析
三 、 工 程 实 例
通 过 对 表 的数 据 分 析 ，我 们 选 取 前 ８个 数 据 进
行灰色预测 ，按照建模过程中的公式 Ａ ｘ ×Ｂ ／ Ｎ ＋ Ｂ计 算得到 的模 型参数 及预测表 ，将模型参数分 别带入
到Ｇ Ｍ（ １ ，１ ）模 型 中 ， 计 算 出平 均 方差 比 值及 小 误 差概率值为 ０ ． ５ ， 我 们 知 道 残 差 结 果 值 越 小说 明 其
城市 建筑 ｌ 地基・ 基础 ｌ ＵＲ Ｂ Ａ Ｎ Ｉ Ｓ Ｍ ＡＮ Ｄ Ａ Ｒ Ｃ Ｈ Ｉ Ｔ Ｅ Ｃ Ｔ Ｕ Ｒ Ｅ ｌ Ｓ Ｕ Ｂ Ｇ Ｒ Ａ Ｄ Ｅ ・ Ｆ ＯＵ Ｎ Ｄ Ａ Ｔ Ｉ ＯＮ
关于灰 色预测 方法在深基坑 变形 中的应 用探析
■ 马 涛 杨 锋 赵彦军
确 值 的改 进 。 ２ ． 对 弊 端 的 第 ３点 进 行 改 进
的预测值即 ２ ． ３与 ２ ． ４相接近 ，因而能够满足工程
的需求，而且这种测量方法也具有极强的可信度。
以福 州 湖 里 大 道 和 大 道 路 口的 改 造 工 程 框 架 涵
段深基坑 为例 ，该基坑 开挖深 度约为 １ Ｏ ． ５ Ｉ ｌ ｌ ，采用 钻孔灌注桩十一道 水平钢 支撑支护 ，场地的地层 结 构主要为索填土 、粉质黏 土、残积砂质粘性土 以及
香 江 北 路 车 站 基 坑 预 应 力 锚 索 以 及 钻 孔 灌 注 桩
精确度越 高，实际值与预测值更加吻合 ，从而可以 判断 Ｇ Ｍ（ １ ，１ ）模型是否合格，能否满足预测标准 ， 通过计算与表和 图的对 比， 得到 的值为 １ ． １ ， ２ ， ３ ． ２ ， ５ ，３ ，２ ，５ ，３ ，４ ，３ ，我们看 出其吻合度较高，因 而我们可 以确定 Ｇ Ｍ（ １ ，１ ）在深基 坑变 形的预测 中 有可行性和适应性 。 四、 结语 以上工 程实例分析可 以看 出，与应 用最多的回 归分析 方法 相比，灰色模型预测精度较 高，满足工

深基坑支护结构变形灰色预测方法研究

深基坑支护结构变形灰色预测方法研究

传 统 的 基 坑 支 护 结 构 体 系 的设 计 方 法 是 按 照 支 护 结 构 受 力强 度 及 整 体 稳定 性 来 进 行 设 计 的 ． 计 过 程 是 以基 坑 开 设 挖 的最 终 状 态 为 对 象 。 然 而 基 坑 开 挖 过 程 往 往 会 引 起 支 护 结 构 的 内力 变 化 和 变 形 以 及 土 体 的 变 形 ， 这 些 变 形 较 大 当 时， 会影 响到 工 程 安 全 ． 种 情 况 绝 非 传 统 的 方 法 能 够 事 先 这 控 制或 事 后 处 置 的Ｌ 。因 此 ， １ ］ 以变 形 大 小 作 为 控 制 手 段 的设 计方 法 正 受 到 工 程 技 术 人 员 的 普 遍 重 视 。 支 护 结 构 的 变 形 量 是基 坑 开 挖 过 程 中 支护 结 构 与 土 体 相 互 作 用 的 直 观 反 映 ． 又 是各 种 突 发 事 件发 生 的先 兆 ， 果 能 事先 预 测 支 护 结 构 的 如 变形 量 ． 对保 证 基 坑 安 全 施 工 具有 重 要 的意 义 。
董 军 红
（ 山正 信 工 程 造 价 咨 询 有 限 公 司 ， 北 唐 山 ０ ３ ０ ） 唐 河 ６ ０ ０
摘要 ： 利用 Ｇ １ １ 预 测模 型来 推 算支护结 构 的变形量 ， 过预测 实例验 证预测 结果 精确度 较高 ， Ｍ（ ， ） 通 因此灰色预 测方 法为基坑 监测 工作提 供 了一种有效 的处理 手段 。
第 ２ 卷 第 ６期 ｌ ２０ ０ ８年 １ 月 １
唐山 学 院 学 报
Ｊ ｕ ｎ ｌｏ ｎ ｓ ａ ｏ ｌｇ ｏ ｒ ａ ｆＴａ ｇ ｈ ｎ Ｃ ｌ ｅ ｅ
Ｖｏ ． １ Ｎｏ ６ １２ ．
Ｎｏ ２ ０８ ｖ． ０

非等间隔序列的灰色模型在路基沉降中的应用研究

非等间隔序列的灰色模型在路基沉降中的应用研究

其中
Ｂ【 ８ 一９ 一 ２７ — ‘ — ’］ ２ｏ ７２ ２— ５ ３８ ４２ 一 ３ ３４ ９ ８
Ｙ １ ６ １ ８ ２ ９ ３３ ４３ ５７ 】 ［． ． ． ．０ ．１ ． ３ ８ ４ ２
】 ＝ ２ ｌＡ ｉ ， ， （ Ｉｘｔｔ ＝ ２ ｎ （ （ ｉ ｌ， ’ ㈨ ￣ｊ ） …
（ ｍｍ）
０．０ Ｏ １４ ．５ １９ ．３ ２４ ．４ ３２ ．ｌ ４２ ．７ ５７ ．１ ７ ３９
（） ７
廿 ！ｘ ￡ ｘ ｔ， ＝一 ３２ ｌ 【 ＋ ） １
一
有关计算值见表 ｌ 。 表 １ 累积沉降观测值与灰色模型预测沉降值对 照表
Ｉ ） １ ｘＪ ］ １Ｊ ｘ （ ） ｔ ／ （１ ＋ （ ２ Ｊ
【 Ｊ ｘ ％
观测时间
式中 ， 为发展 系数 ， 映ｘ 和ｘ 的发展态 势 ， 为灰色作用量 ， ａ 反 Ｉ ｕ 它 反映的是数据变化 的关 系， 其确切内涵是灰的。 微分方程式 （ ） ５ 的解是 ｆ ｌ－ ｘ （ ‘） １ ｔ ｋｌ ＝
１工 程 概 况 ．
广 东省 某 高 速 公 路 全 长 ４ ｋ ，设计 采 用 四 车 道 ，行 车 速 度 ８ｉ ｎ １０ ｍ ｈ 区域地貌 主要为冲积平原及平原微丘 ， ２ ｋ ／。 沿线分布有大量软土 ， 软土路段约 ２ ｋ ， 占全线 的 ４ ％， 特点 是既具有典 型的珠江 三角 ２ｉ 约 ｎ ６ 其 洲地区软土 高含水量 、 高压缩性 、 低强度的共性 ， 又有有机质含 量高的 特性 。 在空 间分布上 ， 软土具有不连续性 、 厚度差异大等特点 。 软土层的
Ｙ （ ：ｘ
沉降量预测模 型为：
ｆ ００ ．０ ｋ ＝１
）Ｉ （ ＋（ｔ ／ 一 （ｔ ） （ ］ ｘ 】 【 ２２ ） ”）

基于灰色理论的基坑变形预测分析(精)

基于灰色理论的基坑变形预测分析(精)

基于灰色理论的基坑变形预测分析【摘要】随着地下空间的不断开发，基坑工程正向面积更大、挖深更深的方向发展，并逐渐成为岩土工程的重要课题之一。

基坑工程能否顺利完成不仅与围护设计方案有关，还与施工组织设计和信息化监测有关。

本文针对现有模型的局限性，提出采用灰色理论系统中的GM(1,1)模型进行深基坑变形预测分析，并采用该模型对某大型软土深基坑变形进行预测。

结果表明，所建模型有较高的预测精度和较强的实用性。

【关键词】软土深基坑；GM(1,1)模型；变形预测The analysis of foundation pit deformation based on grey theory Wang Ying-qun1Zhao Sheng-feng 2(1.The more the British architectural design of Shanghai Co, Ltd Shanghai 201602;2.Jiangsu Jinmai Engineering Investigation Co, Ltd. Nanjing Jiangsu 210005)【Abstract】With the development of underground space, excavation pit is becoming an important subject of geotechnical engineering because of the large area and depth. The success of excavation pit is not only depended on the pit design scheme, but also determined by the construction plan and informational monitoring. In view of the limitation of the existing model predictive method, this article puts forward another model forecasting method named GM (1, 1) originated from grey theory to predict the pit deformation during excavation. This method was used in some large pit, the results of which showed that the precision and the practicality are high.【Key words】Soft soil deep foundation pit;GM (1, 1)model;Deformation prediction1. 引言随着我国经济建设的迅猛发展，城市地下空间的开挖不断加快，涌现出大量深基坑工程。

灰色预测模型在基坑变形中的应用

灰色预测模型在基坑变形中的应用

Ａｐ ｌ ａ ｉ ｎ ｏ ｅ ｒ ｃ ｓｉ ｇ Ｍ ｏ ｅ ｎ ｐ ｉ ｔ ｆＧｒ ｙ Ｆｏ ｅ ａ ｔｎ ｃ ｏ ｄ ｌｉ
Ｍ ｏ ｉｏ ｉ ｆ ｒ ａ ｉ ｎ ｏ ｅ ｃ ｖ ｔｏ ｎ ｔ ｒｎｇ Ｄｅ ｏ ｍ ｔｏ ｆ Ｄｅ ｐ Ｅｘ ａ ａ ｉ ｎ
ＨＵ Ｑ ｎ ．ｕ ， Ｈ Ｎ ｅｎｎ Ｈ ｈ ｎ — ｉｇ ，Ａ ｉ ｉｇｇｏ Ｚ Ａ Ｇ Ｋ —ｅ ｇ ， Ｅ Ｚ ｏ ｇｍ ｎ Ｔ Ｎ Ｊ ａ （ ．Ｃ ｌｇ ｆＧ ｏｃ ｎｅａ ｄＥ ｖ ｏｍ ｎ Ｅ ｇｎｅｉｇ ｅ ｔ ｌ ｏｔ ｎｖｒ ｔ，Ｃ ａｇ ｈ １ ０ ３ Ｈ ｎ ｎ Ｃ ｉａ １ ｏ ｅｅｏ ｅｓｉ ｃ ｎ ｎ ｉ ｎ ｅ ｔ ｎ ｉｅｒ ，Ｃ ｎ ａ Ｓ ｕｈ Ｕ ｉ ｓｙ ｈ ｎ ｓａ４ ０ ８ ， ｕ ａ ， ｈｎ ； ｌ ｅ ｒ ｎ ｒ ｅｉ ２ ｏｌ ｅｏ ｒ ｇ ｎ ｔ ｃ ｒ，Ｃ ａ ｇｈ ｎ ｅ ｉ ｃ ｎｅａ ｄＴｃ ｎｌ ｙ ｈ ｎ ｓａ４ ０ ７ ， ｕ ａ ， ｈｎ ） ．Ｃ ｌｇ Ｂ ｉ ｅａ ｄＳｒ ｔ ｅ ｈ ｎ ｓａ Ｕ ｉ ｒｔ ｏ Ｓ ｉ ｃ ｎ ｅｈ ｏ ｇ ，Ｃ ａ ｇｈ １０ ６ Ｈ ｎ ｎ Ｃ ｉ ｅ ｆ ｄ ｕｕ ｖ ｓｙｆ ｅ ｏ ａ Ａｂｔａ ｔ ｎｔｅ ａｉｔａ ｅｄ ｆ ｍ ｔ ｎｏ ｅ ｘａａｉ ａ ｒｙｃａａｔ ｓ ａＧ （ ， ）ｆ ｅａｔ ｇｍ ｄｌ ｉ ｓｒｃ ：Ｏ ｓ ｔｈ ｅｏ ａｉ ｆ ｅ ｐｅｃｖｔ ｎｈ ｓ ａ ｈ ｒｃｅ ， Ｍ １ １ ｏ ｃｓｎ ｏ ｅ ｗ ｔ ｈ ｂ ｓｈ ｔ ｒ ｏ ｄ ｏ ｇ ｒ ｒ ｉ ｈ
ｅ ｕ ｌｓ ｐ ｄ ｓ ｎ ｅ ａ ｄ ｕ ｅ ｕ ｌｓ ｐ ｄ ｓａ ｃ ｆｌａ ｅ ｕ ｎ ｅｗａ ｓ ｂ ｉ ｅ ｙ ｕ ｉｇ ｔ ｅ ｇ ａ ｙ ｔ ｍ ｈ ｏ ｙ ｈ ｅ ｑ ａ ｔ ｉ ａ ｃ ｎ ｎ ｑ ａ ｔ ｉｔｎ ｅ ｏ ｄ ｓ ｑ ｅ ｃ ｓ ｅ ｔ ｌ ｈ ｄ ｂ ｓｎ ｒ ｙ ｓ ｓｅ ｔ ｅ ｒ ．Ｔ ｅ ｒ — ｅ ｔ ｅ ｏ ａ ｓ ｈ ｓ ｈ ｆ ｏ ｅ ａ ｔ ｇ ｔ ｅ ｄ ｆ ｒ ａｉ ｎ ｄ ｔ ｆａ ｐ ｌ ｅ ｄ ｏ ｅ ｐ ｅ ｃ ｖ ｔ ｎ ｈ ｖ ｒ ｖ ｄ ｔ ｅ ｆ ａ ｉ ｉ ｔ ｎ ｅｉｂ ｌ ｙ ｏ ｕ ｓ ｏ ｒ ｃ ｓｉ ｈ ｅｏ ｆ ｎ ｍ ｔ ａａ ｏ ｉ ｈ ａ ｆａ ｄ ｅ ｘ ａ ａｉ ａ ｅ ｐ ｏ ｅ ｈ ｅ ｓ ｌ ｙ ａ ｄ ｒ ｌ ｉ ｔ ｆ ｏ ｅ ｏ ｂ ｉ ａ ｉ

路基沉降变形评估与非等间隔灰色Verhulst模型

路基沉降变形评估与非等间隔灰色Verhulst模型

进行 地质 复查 ， 根据 实测结果 调 整计算 参数 ， 并 对设计
收稿 日期 ：０ ０ １ －９； 回 １期 ：０ １Ｏ － Ｏ ２ １— １１ 修 ３ ２ １ ．１２
预测 沉 降进 行修 正或采 取沉 降控制 措施 。
路基填 筑完成 或 堆载 预 压后 ， 最终 的沉 降 预测 应 满足 下列条 件
Ｅ， 以确定无 砟轨道结 构 自重产 生 的附加工后 沉 降。 如 观测到 的沉 降 量 超 过 设 计 沉 降 量 计 算 值 ２ ％ ０
时， 及时会 同建设 、 察设 计 等 单 位 查 明原 因 ， 要 时 勘 必
利 用沉降 资料进行 预测 路基 沉降 的常用方 法 主要 有 双 曲线 、 固结 度对数 配合 法 （ 点法 ） 抛物 线 法 、 三 、 指 数 曲线 法 、 修正 指数 曲线法 与修 正双 曲线法 、 沉降速 率 法 、 野法 、 色理论 Ｖ ｒｕｓ 法 、 ｓｏ ａ 、 松 曲线 星 灰 ｅｈ ｌ ｔ Ａ ａｋ 法 泊 法等几 种 。要 求 相 关 系 数不 得 小 于 ０ ９ 。 以上 每 种 ．２ 预测方 法均有 其一定 的适 用 范 围 ， 要 结 合路 基 工 程 需
不 同结 构物和 不 同地 质 条 件下 的沉 降 观测 情 况 ， 总结
沉 降变形 特点 ， 选择合 适 的预测方 法 。
１ ３ 工 后 沉 降 的 计 算 ．
设计 工 后 沉 降 量 按 Ｓ ＝ｓ 】＋ｓ ２计 算 ， 中 Ｊ 其 ｓ １
为路基 铺轨后 运 营 １０年 发 生 的沉 降 ， 用 曲线 回归 ０ 采 方 法 获得 ，２为 无砟 轨 道 结 构 自重 荷 载 发生 的沉 降 ， ｓ 计 算用 压缩模 量 ， 可根 据观测 资料 反算 获得 。 １ ４ 计算 沉降 和观测 沉降 的 比较 ．

基于时间序列和灰色模型的大厦基坑监测

基于时间序列和灰色模型的大厦基坑监测

其振动频率。频率信号通过电缆传输到振弦读取
闭，底部被逐段地组装到孔中。为了避免测斜管纵向
器，并可测量读数频率值，以计算作用在锚索测力计
旋转，连接管段时上下管段的斜槽必须严格对齐。同
上的载荷值。
时，测斜管内应注满水，以防止其漂浮，直至达到预
定水平。调整并保持一对与待测量位移相同方向的十
2 监测成果与分析
摘
要：如何科学、实时、准确地分析基坑变形是现代工程测量中的一项重要内容。以某大厦基坑为例，将现场工作情况与查阅
资料相结合，对基坑的支护桩顶水平位移与沉降、周边道路沉降、地下水位、深层水平位移等项目进行了监测，分析了基坑水平
位移与沉降的变化规律，并对可能发生的变化进行了预测。结果表明，基坑监测为基坑安全施工提供了可靠保障，该基坑监测设
地理空间信息
2022 年 9 月
第 20 卷第 9 期
GEOSPATIAL INFORMATION
Sep., 2022
Vol.20, No.9
doi:10. 3969/j.issn. 1672-4623.2022.09.020
基于时间序列和灰色模型的大厦基坑监测
魏
瑶1
（1. 陕西铁路工程职业技术学院，陕西 渭南 714099）
层各 1 只，共 24 只，编号为 Li ；其中基坑北侧 1 组、
东侧 3 组、西侧两组、南侧两组。锚索轴力监测点埋
[8]
1.2
· 91 ·
深层水平位移监测
设，即根据结构设计要求，安装前先检查锚索测力计
是否正常，锚索测力计安装在锚垫座与工作锚之间，
安装时钢铰线从锚索测力计中心孔穿过，安装过程中
应随时对锚索测力计 4 个传感器逐一进行监测，4 个

某深基坑水平位移灰色预测研究

某深基坑水平位移灰色预测研究

某深基坑水平位移灰色预测研究
因岩土介质的复杂性及施工和周围环境的不确定性，这为准确地依据设计去计算基坑不同时期的位移带来了很大的难度。

因此，如何根据现有的实测资料去合理推断和预测基坑的水平位移也就成了广大技术成员所关心的问题。

本文根据某基坑的实测资料，采用灰色系统理论对水平位移进行了预测。

并对系统残差采用新陈代谢模型进行了修正，取得了较好的效果。

关键词：深基坑；灰色系统；新陈代谢模型；位移预测
1 引言
当前，深基坑工程中采用信息化施工是必然趋势。

一方面，考虑到开挖过程中基坑的变形受其结构特性和赋存的环境制约有其自身的规律；另一方面，岩土介质的复杂性及施工和周围环境的不确定性，要想准确地依据设计计算基坑不同时期的位移存在着很多的困难。

因此，必须依据现场的监测数据，采取一定的数理方法，预测基坑将来某个时间的变形量，这对信息化施工及时做出施工决策、优化施工过程和确保施工安全都具有十分重要的意义。

而灰色系统(Grey System)指相对于一定的认识层次，系统内部的信息部分已知，部分信息未知。

而这种系统内部部分信息已知而部分信息未知的优点恰恰能解决类似基坑开挖中位移预测这种非确定性问题，而且模型中时序数列的特点也正好符合时间-位移预测的需要。

故这种方法成了解决预测基坑水平位移的有利手段。

本文在处理数据的过程中，充分考虑了由于原始数据的误差所引起的预测数据的偏差，运用新陈代谢残差模型对数据进行了修正，实践证明数据对。

多因素多变量灰色系统模型在深基坑围护结构变形预测中的应用研究

多因素多变量灰色系统模型在深基坑围护结构变形预测中的应用研究

多因素多变量灰色系统模型在深基坑围护结构变形预测中的应
用研究
武恒;李兆平
【期刊名称】《岩土锚固工程》
【年(卷),期】2012(000)001
【摘要】深基坑围护结构的变形是判断基坑稳定性的重要依据。

本文首先从传统的单点灰色预测模型入手，通过扩展导出了多变量灰色预测模型。

并采用MATLAB语言编程，建立了空间多点变形预测模型。

并应用到北京地铁15号线香江北路车站基坑围护结构的变形预测中，将钻孔灌注桩和预应力锚索两种围护方式共同分析，选取围护桩水平变形和锚素拉力的监测值，建立起了多变量多因素灰色模型。

预测结果证明，这种多因素多变量灰色预测方法的预测值与实测值非常接近，其精度可以满足工程需求，本文提出的预测模型在北京地区同类型基坑围护结构变形预测中具有参考价值。

【总页数】5页(P25-29)
【作者】武恒;李兆平
【作者单位】北京交通大学
【正文语种】中文
【中图分类】TU473.2
【相关文献】
1.基于灰色理论的深基坑围护结构变形预测研究 [J], 万志辉;刘红艳;步艳洁
2.增量法在深基坑围护结构变形预测中的应用 [J], 于少辉;屈兴兵
3.趋势项分离预测模型及重标度极差分析在深基坑变形预测中的应用研究 [J], 王雪妮;韩国锋
4.支持向量机在地铁车站深基坑围护结构变形预测的应用 [J], 涂成立;徐祯祥
5.多变量灰色系统预测模型在深基坑围护结构变形预测中的应用 [J], 冯志;李兆平;李祎
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路基沉降变形评估与非等间隔灰色Verhulst模型

路基沉降变形评估与非等间隔灰色Verhulst模型

路基沉降变形评估与非等间隔灰色Verhulst模型
肖霞林
【期刊名称】《铁道建筑》
【年(卷),期】2011(000)004
【摘要】介绍了成绵乐客运专线路基沉降变形评估方法,根据沉降观测数据的非等时距性,建立了非等间隔的灰色Verhulst模型,对DK171+550至DK171+643段的典型断面的路基沉降进行实例预测,分析了非等间隔的灰色Verhulst模型对客运专线路基沉降的预测效果.
【总页数】3页(P86-88)
【作者】肖霞林
【作者单位】成绵乐铁路客运专线有限责任公司,成都,610051
【正文语种】中文
【中图分类】TU433
【相关文献】
1.非等间隔序列的灰色模型在路基沉降中的应用研究 [J], 黄永红
2.非等间隔序列的灰色模型在路基沉降中的应用研究 [J], 黄永红
3.路基沉降预测的改进非等间隔灰色Verhulst模型 [J], 张勇
4.路基沉降预测的改进非等间隔灰色Verhulst模型 [J], 张勇;张晓杰;罗燕;陈强;黄文勇
5.顾及系数矩阵结构灰色Verhulst-TLS估计及路基沉降变形预测 [J], 康传利;陈洋;顾峻峰;周吕;徐骏平
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基于灰色理论的几种模型在基坑变形预测中的应用综述

基于灰色理论的几种模型在基坑变形预测中的应用综述

基于灰色理论的几种模型在基坑变形预测中的应用综述
李亮;华建兵
【期刊名称】《四川水泥》
【年(卷),期】2024()1
【摘要】基坑工程在施工过程中会受到环境、天气、人为等因素影响发生沉降变形,给工程建设带来安全隐患。

以灰色系统理论为基础,分析基坑变形预测中的几个主要模型,包括GM(1,1)模型,灰色残差修正GM(1,1)模型,灰色Verhulst模型,灰色马尔可夫预测模型,灰色神经网络预测模型等几种不同模型对基坑施工过程中发生的变形进行预测,并阐明不同模型间的优劣势及其应用范围。

结论是:各个模型都有各自的优缺点和适用性,都在基建发展过程中起到了重要作用。

【总页数】4页(P77-80)
【作者】李亮;华建兵
【作者单位】安徽理工大学建筑与土木工程学院;合肥学院城市建设与交通学院【正文语种】中文
【中图分类】TU753
【相关文献】
1.多因素多变量灰色系统模型在深基坑围护结构变形预测中的应用研究
2.非等时距灰色-马尔科夫链模型在深基坑变形预测中的应用
3.多变量灰色系统预测模型在深基坑围护结构变形预测中的应用
4.奇异谱分析-灰色混合模型在深基坑变形预测中的应用
5.非等间距改进灰色模型在基坑变形预测中的应用
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第32卷第10期 2009年10月合肥工业大学学报(自然科学版)JOU RN A L OF HEF EI U NI VERSIT Y O F T ECH NO L OG YVol.32No.10 Oct.2009收稿日期:2009-06-01;修改日期:2009-08-10基金项目:中国冶金地质总局中南局科研资助项目作者简介:廖展宇(1964)),男,湖北罗田人,湖北中南勘察基础工程有限公司高级工程师;晏鄂川(1969-),男,四川成都人,中国地质大学教授,博士生导师.非等间隔时序灰色模型的深基坑变形预测研究廖展宇1, 李 英2, 晏鄂川2, 蔡玲玲2, 李其良2(1.湖北中南勘察基础工程有限公司,湖北武汉 430081;2.中国地质大学(武汉)工程学院,湖北武汉 430074)摘 要:灰色理论广泛应用于深基坑位移预测,对基坑工程设计与施工具有重要意义。

预测中灰色模型的建立是以等时距原始数据作为前提条件,而实际工程的位移监测数据多是非等时距,因此难以建立合理的预测模型。

文章采取引入单位时间差系数方法将不等间隔序列调整为等间隔序列,分析其差值后将序列还原,从而可以建立非等间隔时序灰色模型;同时将数据矩阵的第一列元素由原2个连续元素增加为3个连续元素平均值的相反数构成;以某深基坑工程为算例,验证了上述改进模型的正确性,其预测结果与监测结果更为接近。

结果表明,非等间隔时序灰色模型在深基坑变形预测中更符合工程条件,精度更高,为深基坑支护信息化施工提供了更好的理论依据。

关键词:非等间隔;深基坑变形;预测中图分类号:T U 41101 文献标识码:A 文章编号:1003-5060(2009)10-1522-04Study on deformation prediction of a deep foundation pitbased onthe unequal interval grey modelLIAO Zhan -y u 1, LI Ying 2, YAN E -chuan 2, CAI Lin -ling 2, LI Q-i liang2(1.H ubei Central S ou th Exploration &Foundation Engin eering Co.Ltd.,W uhan 430081,C hina;2.Faculty of Engin eering,Chin a U n-ivers ity of Geos cien ces ,W uhan 430074,Chin a)Abstract:A number of prediction problems of inadequate information for the displacements of deep foundation pits are successfully solved by using the g rey system theory.The grey model is based on the equal interval o -riginal data so it is difficult to make predictions w hen the data is on unequal interval.For this reason,the grey model is improved.This paper adopts a method of unit time difference coefficient to adjust the unequal inter -val to the equal interval.The difference part and the initial part are accumulated respectively.Then the inter -val model is established,and the unequal interval grey model is obtained after reversing the equal interval se -quence.The deformation prediction of the deep foundation pit is made with the monitoring data of the various stages of a parative analysis of the predicted and actual data shows that the unequal interval grey model is more accurate and closer to the reality.Key words:unequal interv al;deform ation o f a deep foundation pit;predictio n 基坑开挖的深度越来越深,技术难度也越来越高,基坑施工变形对城市环境的影响也日益突出。

因此,对基坑变形进行准确估计和有效控制是基坑工程成败的关键[1]。

深基坑工程变形预报包括:围护结构的变形、地表的沉降、坑底隆起及周围管线变位等。

自1982年灰色理论提出以来,把基坑变形系统看成是一个灰色系统,通过建立灰色模型对基坑变形进行预测与预报目前有较为广泛的应用,取得了较好的效果,但也暴露出很多不足。

灰色模型的建立要求原始数据是等时距的[2]。

由于种种原因,在实际应用时所获取的原始数据往往不是等时距序列,按照原始的灰色理论概念[3]是难以建立其模型,使灰色系统理论的应用受到限制。

本文对灰色模型进行了改进,建立非等间隔时序灰色预测模型,并应用于深基坑变形预测中,模型的预测精度好,满足工程要求。

1非等间隔时序灰色模型的构建采取引入单位时间差系数来调整不等间隔序列化成等间隔序列后的差别,对差值部分和原始部分分别进行累加处理,叠加建模,最后得到模型后再进行序列的还原,建立了非等间隔时序灰色模型。

111非等间隔序列等间距化建模设有非等间隔原始数列为:X(0)=(x(0)(k1),x(0)(k2),,,x(0)(k n))其中,k i-k i-1X常数。

(1)求平均时间间隔$k:$k=1n-1(k n-k1)(1)(2)求各时间段与平均时间段的单位时间差系数L(k i):L(k i)=k i-(i-1)$k$k,i I1,2,,,n(2)(3)求各段时间段的总差值$x(0)(k i):$x(0)(k i)=L(k i)[x(0)(k i+1)-x(0)(k i)](3)其中,x(0)(k i)是对应k i的原始观测值。

(4)计算等间隔点的灰色值x(0)1(k i):x(0)1(k i)=x(0)1(k i)-$x(0)(k i),i I1,2,,,n(4)于是得到等间隔序列为:X(0)1(t)={x(0)1(1),x(0)1(2),,,x(0)1(n)},t=1,2,,,n(5)(5)得到等间隔的值x(0)1(k i)的时间响应序列和预测方程,X(1)为X(0)1的二次累加序列,即X(1)={x(1)1(1),x(1)1(2),,,x(1)1(n)}(6)其中x(1)1(k)=E k i=1x(0)1(i)=x(0)1(1)+x(0)1(2)+, +x(0)1(k),k=1,2,,,n(7) Z(1)为X(1)的紧邻均值生成序列,即Z(1)={z(1)(1),z(1)(2),,,z(1)(n)}其中z(1)(k)=12x(1)1(k)+12x(1)1(k-1),k=2,3,,,n(8)设a=(a,b)T为参数列,定义Y=x(0)1(2)x(0)1(3)sx(0)1(n),B=-z(1)(2)1-z(1)(3)1s s-z(1)(n)1(9)则灰微分方程x(0)(k)+az(1)(k)=b的最小二乘估计参数数列满足:a=(B T B)-1B T Y(10)(a,b)T=(B T B)-1B T Y(11)灰微分方程x(0)(k)+az(1)(k)=b的时间响应序列为:x^(1)(k)=[x(1)(0)-b/a]e-a(k-1)+b/a,k=1,2,,,n(12)预测方程为:x^(0)(k)=x^(1)(k)-x^(1)(k-1)=(1-e a)x(0)(1)-b/a e-a(k-1),k=1,2,,,n(13)(6)将时间响应序列式还原,建立非等间隔时序的灰色模型。

为能与原数据比较,将k i代入非等时距模型,则有:x^(1)1(k i)=x(0)1(1)-b/a e-a(k i-k1)$k+b/a(14) x^(1)(k i)=x^(1)(k1),i=1x^(1)(k i)-x^(1)(k i-$k),i=2,3,,,n(15)通过(15)式进行还原处理。

112参数计算方法的改进灰色系统预测,是在分析与研究系统因子之间相互影响与协调作用的基础上,建立系统主行为特征量与关联因子的灰色动态模型群,然后通过求解进行预测。

灰色理论实质是以数找数的规律,再按照灰色理论建立动态模型[4]。

通常情况下,构造矩阵求平均值运用的数据样本越多,得到的结果越精确。

这是因为采用的连续元素越多,所构造的矩阵元素之间差异越小,从而影响计算结果的精度。

但是并不是采用的元素越多,预测精度越高,若采用所有元素求平均值,所得数据矩阵就没有意义(数据是具有明确物理意义的信息),从而无法根据(11)式计算参数a、b的值。

数据矩阵的第一列元素依次为平滑数列中2个连续的元素平均值的相反数。

本文提出采用平滑数列中3个连续的元素平均值的相反数作为矩阵的第一列元素,可有更高的预测精度。

矩阵Y不变,构造1523第10期廖展宇,等:非等间隔时序灰色模型的深基坑变形预测研究z(1)(k)=13x(1)(k-2)+13x(1)(k-1)+13x(1)(k),k=3,4,,,n(16)按照(11)式计算出a、b的值。

113非等间隔时序灰色预测模型精度检验(1)残差检验。

预测的绝对误差为:E(0)(k)=X(0)(k)-X^(0)(k),k=1,2,,,n(17)预测的相对误差为:q=E(0)(k)X(0)(k)@100%(18)(2)后验差检验。

S1=1n E nk=1[x(0)(k)-x]2,x=1nE nk=1x(0)(k)(19)S2=1n E nk=1[E(0)(k)-E]2,E=1nE nk=1E(0)(k)(20)后验差比值为:C=S2/S1(21)小误差概率为:P=P|E k-E|<016745S1=1(22)一般按照P、C的大小,将预测精度分为4类,预测精度等级为优秀时即可进行预测,见表1所列。

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