基坑变形预测及优化研究

在现代化的施工中,施工监测已不能只局限于获得工程变形的历史值,更多时候,相关各方更关心其未来究竟会是一种怎样的变形趋势,也就是对工程变形的预测提出了新的要求。现以延崇高速公路妫水河隧道的基坑沉降监测数据为基础,引入三次指数平滑法和GM(1,1)模型,分别预测了未来短时间内基坑的沉降变形趋势,后续与实际变形的对比显示:两种方法均可以有效预测基坑变形,本例中三次指数平滑法的预测精度要高于GM(1,1)模型的预测精度;针对本例中GM(1,1)模型预测结果误差偏大的问题,分析了其误差影响因素并进行了残差模型修正,提升了GM(1,1)模型短期的预测精度;对基坑变形预测问题进行了讨论与总结。     

应用灰色神经网络组合模型预测深基坑变形

将GM(1,1)模型与神经网络算法相结合建立灰色神经网络组合模型应用于深基坑工程变形预测。以润扬长江公路大桥深基坑工程的监测数据为例进行预测分析,结果表明:组合模型比GM(1,1)模型有更大的适应性,对于复杂非线性变化的数据预测精度高,可较好地预测深基坑变形。     

Logistic-双曲线组合模型用于黄土高填方路堤沉降预测的研究

Logistic曲线模型与双曲线模型是工程中常用于沉降预测的两种模型。两种独立模型对黄土高填方早期沉降预测的效果较好,但是对于后期沉降、最终沉降量的预测误差较大。将二者合理组合后建立Logistic-双曲线组合预测模型,充分发挥了两种模型的优势。文章结合工程沉降监测试验,对Logistic-双曲线组合预测模型用于黄土高填方的沉降预测进行了研究。结果表明:组合模型与黄土高填方沉降的实测值拟合程度更好、一致性更高,预测精度、适应性均得到进一步提高,故而可以较精准地预测填方体最终沉降量。     

高路堤沉降的灰色系统理论预测方法

根据灰色系统理论,在全面分析高填方路堤沉降量与时间关系的基础上,建立了2种灰色预测模型。即GM(1,1)模型和灰色Verhulst模型,并分别对某高填方路基沉降进行了实例预测,在此基础上对2种模型的适用性进行了实例对比分析,表明Verhulst模型更适合于预测路堤沉降。     

灰色系统理论在填石路堤沉降预测中的应用

基于填石路堤沉降现场试验,采用负指数曲线拟合路基沉降与时间关系,其与沉降变化趋势吻合较好,说明应用灰色系统理论预测填石路堤沉降是可行的。结合填石路堤沉降特点,首先建立相同沉降观测时段的灰色系统GM(1,1)模型,再运用最小二乘法优化GM(1,1)模型参数,并分别进行实例预测。结果表明,与GM(1,1)模型预测相比,参数优化模型预测精度会有显著提高,且能满足工程要求。     

灰色系统理论在深基坑工程中的应用

灰色系统理论已经在岩土工程领域有广泛的应用,文章把灰色系统中的GM(1,1)模型和GM(2,1)模型应用到基坑工程中,并编制了预测计算程序GYC1.0用于锚杆拉力、地面沉降和地面水平位移预测计算。工程实践说明结果GM(1,1)模型比GM(2,1)模型更可靠,稳定性高,但是GM(1,1)模型短期预测时效果良好,中期预测时效果偏差较大,长期预测则要慎重。     

基于多变量灰色模型的路基沉降预测

路基沉降变形是一个复杂的动态变化过程,常用的单变量预测模型不能考虑各沉降监测点间的相关性,不足以反映路基整体的变形规律。多变量灰色模型是单变量GM(1,1)模型在多元变量条件下的拓展,可以实现对路基中相互影响的多个监测点变形预测模型的建模和预测。实例计算表明,与单变量GM(1,1)模型相比,多变量灰色模型具有更高的预测精度,显示了该方法进行路基工后沉降预测的有效性。     

黄土高填方路堤沉降影响因素及控制技术研究

与一般路基相比,高填方路基具有填方高度大、较高耐久性和稳定性等特点,具有施工成本低、使用寿命长等优点。为保证道路的稳定和可持续发展,在我国山区公路经过地势低洼地区路段时,往往采用高填方路堤形式。然而,高填方路堤会出现严重的沉降,从而导致路基不稳定,特别是在黄土地区。通过具体工程实例,对黄土地区高填方路堤沉降进行现场监测,对其沉降影响因素及控制技术进行总结分析,为黄土地区高填方路堤建设提供更好的指导。     

高速公路路堤沉降简化灰色动态预测模型解析

针对GM(1,1)灰色动态预测模型实用性较差的问题,首先在GM(1,1)灰色动态预测模型常规计算方法的基础上,采用最小二乘法和离差商替代微商的简化解析方法,得到简化GM(1,1)灰色动态预测模型,然后依据相对误差、关联度、均方差比值和小误差概率限定值将简化GM(1,1)灰色动态预测模型精度划分为4个等级,最后以某高速公路试验段为依托工程,实际验证路堤沉降简化GM(1,1)灰色动态预测模型的适用性和可靠性。     

双优化GM(1,1)新模型在路基沉降预测中的应用

路基沉降预测一直是道路工程领域的研究重点和难点。常用的GM(1,1)模型所预测的路基沉降值精度相对较低,特别当数据序列急剧变化时,GM(1,1)模型的误差值可能会更大甚至失效。针对传统GM(1,1)模型存在的问题,通过改变初始值,增加扰动因素β优化初始条件。同时利用非齐次指数函数拟合模型中变量的一次累加生成序列优化背景值,提出了初始条件和背景值双优化的新GM(1,1)模型。通过MATLAB软件编程实例计算表明,双优化之后的新GM(1,1)模型较原模型相比,其预测精度有了较大幅度的提高。     

地铁荷载下隧道土体沉降的灰色预测与分析

随着我国地铁建设的迅猛发展,地铁运营荷载造成软土地基的长期沉降问题引起了足够的重视。针对监测和观测时间的非等时性,文中采用牛顿二次插值多项式插值的方法建立了非等时距灰色理论模型GM(1,1)和GM(2,1),对上海地铁四号线一区段的沉降进行预测,并与实际监测沉降量进行了比较,结果表明,GM(2,1)较GM(1,1)有更高的精度。通过监测数据分析,发现其沉降速率上半年明显小于下半年,并给出了较为合理的解释。     

软土区受地铁基坑开挖影响的古建筑沉降预测研究

为了减少宁波市新建地铁基坑对邻近古建筑的影响,地铁车站附属基坑开挖需要精细化的沉降变形监测。依据该市老城隍庙古建筑沉降监测数据,运用GM(1,1)灰色预测理论构建沉降预测模型。研究结果表明:古建筑沉降预测值与实测值一致性较好,说明该灰色理论预测模型精度较高,可用于宁波市古建筑后期沉降的预测和控制,对地铁工程周边建筑环境的保护有着重要意义。     

哈大客运专线桥梁墩台沉降观测与沉降预测

以哈大客运专线运粮河特大桥墩台沉降观测为背景.介绍了运粮河特大桥沉降观测的技术要求与观测方法.采用曲线拟合法综合分析了桥梁墩台的沉降变形趋势.运用灰色系统的新陈代谢GM(1,1)模型建立累积沉降的预测模型,预测结果表明该模型精度较高.可以用于累积沉降的预测,对今后的同类工程有一定的借鉴意义.     

基于灰色理论桥梁群桩基础工后沉降的预测

基于灰色系统理论,应用其等时距GM(1,1)模型及改进的新陈代谢模型对沉降进行预测,通过与蕴藻浜特大桥一墩的沉降观测资料的对比分析,证明文中提出的工后沉降灰色理论预测方法,在工程实际中是可行的。     

基于灰色-马尔科夫模型的高速公路货物运输量预测方法

为准确预测我国高速公路货物运输趋势,文章提出灰色GM(1,1)模型、马尔科夫模型和新陈代谢思想的组合模型,以2009—2016年我国高速公路货物周转量为原始数据序列,预测2017—2019年高速公路货物周转量。结果表明:组合模型比传统的灰色GM(1,1)模型预测精度更高,加入新陈代谢思想,删除旧数据,引入新数据,降低了长期预测的误差,对新序列采用灰色-马尔科夫模型,2018年和2019年的相对误差由原来的7.81%和6.45%分别下降到3.85%和0.62%。     

高填石路堤沉降的灰色优化-马尔柯夫预测模型

高填石路堤的沉降变形包括填石体施工期的沉降变形和工后沉降变形。在灰色理论的基础上,建立高填石路堤沉降的等步长灰色微分方程,采用优化理论,建立误差目标函数,利用最小二乘法,求得微分方程的系统参数,并引入Markov原理,利用一步转移矩阵预测高填石路堤的沉降发展规律。某高填石路堤实测结果分析表明,灰色优化-马尔柯夫模型比常规的GM(1,1)预测模型预测精度有较大的提高。     

京沪高速铁路济南西客站软土路基沉降预测分析

近年来,我国高速铁路发展突飞猛进,为保证安全运营,对其路基的处理尤其重要。对京沪高铁济南西客站软土路基工程的沉降数据,分别采用灰色模型GM（1,1）和双曲线模型两种方法建立了预测模型进行分析,并编程作数据处理。结果表明:灰色模型GM（1,1）对软土路基的沉降评估更显优越性。     

灰色模型在铁路软基沉降预测中的应用

依托上海至南通铁路DK84+420，DK85+900工点的建设，基于灰色理论，建立GM（1，1）灰色模型，分别采用等时矩和不等时矩观测方式，预测了两工点沉降趋势和最终沉降量。研究结果表明:沉降周期三个月内实测数据与预测数据相比，相对误差为4%左右，证明灰色GM（1，1）模型在软土沉降预测上可行；根据实测资料可构建灰色模型时间相应序列方程，预测出断面总沉降值，检验沉降值及沉降速度是否符合规范；同时可构建沉降预测方程，数值模拟沉降趋势。     

高速铁路桥梁桩基极限承载力预测研究

利用高速铁路桥梁单桩竖向静载试验数据,应用灰色理论建立GM(1,1)模型,在此基础上编制预测程序FPS预测桩基极限承载力。对比分析实测值和预测值,二者吻合较好,验证了GM(1,1)模型进行桩基极限承载力预测有较好的精度和实用性。GM(1,1)模型可作为预测高速铁路桥梁桩基极限承载力的可行方法。     

基于超限学习机的黄土高路堤预拱超填研究

黄土山区公路建设存在大量V形冲沟,使路基产生过大工后沉降,为解决工后超标准沉降问题,减小工后沉降处治成本,需设计路基预抛高（预留沉降量）,使公路交工验收时高程符合设计要求。现行规范对如何布设预抛高没有明确说明,因此有必要研究黄土高路堤沉降分布规律,提出其预拱超填方法,针对此类问题依托渭武高速公路工程,通过对试验路历时2年多的沉降观测,得到路基施工期、路面施工期及公路通车1年后的路基沉降数据,提出黄土高路堤沉降随时间和空间的分布规律,得到路堤沿时间及纵、横断面的沉降分布特征,为黄土高路堤填筑末期预抛高的布设形式奠定了基础;基于超限学习机算法,建立黄土高路堤工后沉降预测模型,利用实际沉降观测数据与模型预估结果进行对比,采用平均绝对百分误差对预测结果精度进行评定;最后,通过定量分析填土高度、施工速率、路面重力、路基路面验收时间及交通量修正对路堤工后沉降的影响,提出基于可靠度的黄土高路堤预抛高预测模型及公式,据此给出基于超填平衡的试验路纵、横断面预抛高设置方法,并通过工程实例,验证预抛高模型及公式的准确性。研究结果表明：该沉降预测模型精度良好;研究结果可为黄土地区高填方路基填筑末期预抛高的详细布设提供参考。