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隧道变形预测的灰色模型研究_论文

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维普资讯 http://www.cqvip.com 第 2 卷第 2 5 期  2O O8年 4 月  华 东 交 通 大 学 学 报  Vo . 5 N0. 12   2  J un l fE s  h n  ioo gUnv ri   o r a    a tC ia J tn   iest o a y A r ,O 8 p.2O  文章编号 :05 53 20 ) — 02— 3 10 —02 (0 S0 02 0  2 隧 道 变 形 预 测 的 灰 色 模 型 研 究  黄明华 , 刁心 宏 , 杨  华  ( 华东交通大学 土木建筑学 院, 江西 南昌 30 1) 303  摘要 : 隧道 变形预测对隧道施 工监 测具 有重要 的意义 . 考虑到 隧道 变形的 非线性 , 采用灰 色 系统理论 来模拟和 预测 隧道 的变  形. 用灰 色等 时距 G 1 1模 型、 M( ,) 新陈代谢 G 11模型及 V ru t M( ,) e l 模型这三种 常见的模型 来预 测隧道拱 项下沉量 , 而提 出 hs 从   了新 陈代 谢 G 11模 型 的 适 用 性 , M( ,) 能反 映 隧道 施 工 动 态 的 过 程 .   关 键 词 : 道 ; 色理 论 ; 形预 测  隧 灰 变 中图分类号: 46 3 U5 .   文献标识码 :  A 在 隧道 工程 施 工过 程 中 , 由于 工 程条 件 不 可 预  见性 和复 杂性 , 常常造 成隧 道设计 与实 际情况 不符 ,   施工 中安全 事故 频 现 . 了保 证 施 工安 全 及 隧 道投  为 入运 营后 的安 全 , 施 工过 程 中对 围岩 进 行 监测 是  在 十分必 要 的 . 目前很少 能结 合施 工情况 , 但 对监 测信  息进行 合理分 析 , 而对 工 程 设计 和施 工 起 指导 作  进 11 等 时距 G 11模型  . M( ,) 等时距 G ( ,) M 11模型是对施工监测周期相等的  观测 结果对 行 预测 . 隧道 变形监 测数 据分 析 , 有  对 设 等时间间隔的数据序列  ( :[ 。 1 , 。() 。() 。  ( ()  2 ,  3 …… ( ( ) )    (  ( 。 r]   t  对  ( 进行 一次 累加生 成 , 到  0 ) 得 (( ) 1 k :∑ ( ( ) k=12 … n  ) 0 i, ) ,, . 用. 因此建 立合 理 的数学 模 型 , 能 有效 指 导 施工 , 才   达 到信 息化 施工 的要 求 , 立 预测 模 型 是一 项 有 价  建 值 的研 究工作 [3. 2  -  J 灰 色模 型是 利 用 系统 部 分 已知 信息 , 立 起反  建 映系统 发展规 律 的数 学模 型 , 通 过建 立 的灰 色模  并 型来 预测 系统 的发展 . 通 过 对 “ 分 ” 它 部 已知 信 息 的  生成 、 开发 去 了解 和认 识现 实世界 , 实现 对 系统 运行  行为和 演化规 律 的 正确 把 握 和 描述 . 色 理论 自提  灰 出以来 , 以其强 大 的 生命 力 在 岩 土工 程 领 域得 到 了  应用 .   对此生成序列建立一阶微分方程  d 1 X() tt i  t +a 0 :b   1 X )    -   = 、, () ■ 1  即得到 G 1 1模 型 , M( ,) 其中 口 b , 是灰参 数, 其  值 可 以用最 小二 乘法 求得 :   A =[ b =( 口 ]   )   其 中  一 一 1 灰 色 模 型 理 论 [    】 一 吉 (+㈨1 ( 2  () ㈩) )   吉 (+㈩2 ( 3  () ㈨) )   吉 (+㈨3 ( 4  () ㈩) )   j   灰色预测模 型具有 准确性较高 、 要求 原始数据 较  少、 处理数据灵 活 和方便 计算 机 处理 的特 点 . 按照 灰  色系统建模 的灰微 分方程不 同 , 色系统预 测模 型可  灰 一 吉  (+ ( 1 ( n  n ) ㈨ ) ㈩ 一)   以 分为不同的格式 . 比较常见的等时距 G 11模  M(,) 型, 新陈代谢 G (,) M 11模型及 V r l 模型. eut hs   收 稿 日期 :O8 2— 9 2O —0 2  基金项 目: 国家 自然科学基金项 目(OOO4 . 5540 )   作者简 介: 黄明华(94 , , 18 一)男 江西乐 安人 , 硕士研究生 , 研究方 向地下工程  维普资讯 http://www.cqvip.com 第2 期  ( () 。 2    ( () 。 3    ( () o 4    :   ●  黄明华 , : 等 隧道变形 预测的灰色模 型研究  方程 得 : 1 k ):( o( )   ) 一 + 对作   ( ( +1    ( 1 一   e    累减 可得 到还 原模 拟 数 据 , : ( ( 即 互。 k+1 =互 (    ) ( k +1 一互 ( ) ) ( k  ) 1 3 灰 色 V ru t 型  . ehl 模 s (() 0 忍    把{((( )   n 1)    n + (( 一 )为定义对 (作紧     ) 邻均值 求 出 A后 , 把  的值 代 入 式 ( )解 出微 分  1, 方 程得 :  k+1 =( o( )   ) 一 +b  互( )  ( 1 一   e  对 隧道 沉 降 观测 数 据 进行 分 析 , 用灰 色 理论  应 关于连续非线性数据列的建模方法 , 经过二次拟合 ,   建立 的灰 色 V r l M( ,) 型 . 有原始 数据 为  eh sG 11模 ut 设 X=



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