沉降預(yù)測與分析的灰色系統(tǒng)預(yù)測法

1、沉降預(yù)測與分析的灰色系統(tǒng)預(yù)測法 什么叫灰色系統(tǒng)？ 在系統(tǒng)理論與控制論中，常用顏色的深淺來描述信息的多少和系統(tǒng)程度。 “黑”表示系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、參數(shù)、特征等一無所知，只能從系統(tǒng)的外部表象 來研究這類系統(tǒng)。這里的“黑”，表示信息缺乏。相反，“白”表示系統(tǒng)的內(nèi)部 特征、參數(shù)、結(jié)構(gòu)等全部確知，它反映的是信息完備。而介于“白”與“黑” 之間的“灰”，則表示部分信息已知部分信息未知，既系統(tǒng)的信息不完全或不 確知。若系統(tǒng)中有信息不完全或不確知的現(xiàn)象， 則稱為系統(tǒng)的灰色性。這種具 有灰色性的系統(tǒng)，稱為灰色系統(tǒng)。（Grey Sesten） 地基變形影響因素的分析 從上述的灰色系統(tǒng)定義上看，地基變形的影響因素是復(fù)

2、雜的而我們對該復(fù) 雜系統(tǒng)所能獲取的信息是不完全的。因此地基變形系統(tǒng)本身是一個(gè)灰色系統(tǒng)。 適于用灰色系統(tǒng)理論進(jìn)行研究。地基變形的影響因素，其內(nèi)因是地基土本身的 工程地質(zhì)特性，既孔隙比、含水量、透水性、壓縮系統(tǒng)、壓縮模量、厚度、主 要持力層上下土層的透水性等。其外因則是地基上填土重量、建筑結(jié)構(gòu)荷載等。 這些因素相互作用，相互迭加，相互抵消，其結(jié)果產(chǎn)生地基變形（沉降、位移 等）。對復(fù)雜的地基系統(tǒng)，要預(yù)測地基變形須考慮諸多的因素，不論采用何種 傳統(tǒng)預(yù)測方法，都難以得到理想的結(jié)果。灰色系統(tǒng)從理論上講，可以避開土體 系統(tǒng)內(nèi)部相互作用相互影響因素的變化機(jī)理，對系統(tǒng)進(jìn)行全因素的分析。建立 灰色預(yù)測模型，研究其

3、最終作用結(jié)果的時(shí)空分布規(guī)律。 收到預(yù)測時(shí)間長，精度 高的結(jié)果。特別是灰色GM（ 1、1）預(yù)測模型，具有表面上似乎是無因素分析， 而實(shí)際上是全因素分析的功能。 變形灰色模型 GM （1、1）的建立 GM （1、1）是最簡單的灰色模型，稱為一階色模型。根據(jù)灰色系統(tǒng)理論： 對一組數(shù)據(jù)X0: X=X1（0）, X2 .Xn（0）, 進(jìn)行一次累加生成處理（Accumulaten Generating Operation 簡稱 AGO）, 生成新系列X d : X（ 1）=X1 X2.Xn（1）, 其中: 1 Xi八X (0) m 對此生成序列，GM （1,1）模型白化形式的微分方程為: 普aX=u 式中

4、a, u為待定系數(shù)，記為： a= (a, u) T= ( BtB) , Yn 其中: (1) (2) (1) (1) (3) (2)， (1) (N -4) (n) (1) yn=x(0),x20),，xn0j 時(shí)間響應(yīng)方程: Xi(11 =X-te-t 離散響應(yīng)方程: xk1 xy _#e 環(huán) u a K=0 , 1, 2, 3 n 為了判別模型的優(yōu)劣，可用殘差檢驗(yàn)、后驗(yàn)差檢驗(yàn)等方法，進(jìn)行檢驗(yàn)，合 格后 即可用于模型預(yù)測。 部分觀測點(diǎn)預(yù)測結(jié)果 由于該算法運(yùn)算起來較費(fèi)機(jī)時(shí)，本次K100+100、K108+700兩個(gè)點(diǎn)計(jì)算結(jié) 果，說明該預(yù)算法的預(yù)測過程。 K100+100預(yù)測結(jié)果表 月份 96.

5、8 96.9 96.10 96.11 96.12 97.1 97.2 97.3 97.4 97.5 97.6 97.7 觀測 20.62 22.05 23.65 24.41 24.78 24.96 值 (cm) （cm） (cm) (cm) (cm) (cm) 預(yù)測 20.62 22.68 23.80 24.39 24.72 24.88 24.98 25.03 25.05 25.07 25.08 25.08 值 （cm） （cm） (cm) (cm) (cm) (cm) (cm) (cm) (cm) (cm) (cm) （cm） K108+700預(yù)測結(jié)果表 月份 96.8 96.9 96.10

6、 96.11 96.12 97.1 97.2 97.3 97.4 97.5 97.6 97.7 觀測 19.07 20.13 21.04 21.10 21.32 21.78 值 (cm) (cm) (cm) (cm) (cm) (cm) 觀測 20.14 20.81 21.24 21.51 21.68 214.79 21.86 21.90 21.93 21.95 21.96 21.97 值 (cm) (cm) (cm) (cm) (cm) (cm) (cm) (cm) (cm) (cm) (cm) (cm) 通過殘差檢驗(yàn)及后驗(yàn)誤差計(jì)算，該預(yù)測模型精度系級為一級。 對于上述預(yù)測結(jié)果最直接的驗(yàn)證方

7、法是對檢測測點(diǎn)進(jìn)行繼續(xù)監(jiān)測。因此我門 對K100+100及K108+700等監(jiān)測點(diǎn)從97年2月97年7月進(jìn)行半年的監(jiān)測驗(yàn) 證監(jiān)測，其結(jié)果如下表: 月份 97.2 97.3 97.4 97.5 97.6 97.7 觀測值 24.96 25.00 25.02 25.04 25.07 25.07 K1+1預(yù)測值 24.98 25.03 25.05 25.07 25.08 25.08 觀測值 21.83 21.90 21.93 21.93 21.96 21.96 KI08+700 預(yù)測值 21.8621.9021.9321.9521.9621.97 GM (1, 1)模型用于沉降監(jiān)測中的特點(diǎn)。 a.

8、累加生成(AGO)的特點(diǎn) 由上面討論可知，GM( 1，1)建模是對原始時(shí)序 Xt進(jìn)行AGO處理， 用灰色模型去描述+ Xt(1)序列，從而間接的描述 Yt 。應(yīng)該指出，AGO 是GM (1, 1)建模乃至所有灰色模型的一個(gè)特點(diǎn)。 AGO可使 Xt中所蘊(yùn) 含的確定性信息在通過累加時(shí)相互疊加得到加強(qiáng)而使 Xt (1) 可用指數(shù)函數(shù) 表達(dá)。AGO可使Xt中隨機(jī)性成分在通過AGO處理時(shí)相互抵消一部分，而大 為減弱，使Xt中確定性信息增強(qiáng)，隨機(jī)性信息減弱。 b、灰色GM (1, 1)模型用于預(yù)測，在封閉、靜止?fàn)顟B(tài)系統(tǒng)的時(shí)間序列，, 是準(zhǔn)確的，唐津高速公路中運(yùn)用了預(yù)壓士方后的的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測，從監(jiān)測數(shù)據(jù),

9、上看，是在恒定荷載下的變形，其輸出時(shí)間序列是封閉、靜止系統(tǒng)輸出序列， 所以,GM,(丄，1)模型預(yù)測精度很高。 c、與根據(jù)做土樣固結(jié)壓縮試驗(yàn)求得一系列有關(guān)參數(shù)后，再進(jìn)行變形計(jì)算 的方法比較，用灰色系統(tǒng)理論的建摸預(yù)測方法不需取樣試驗(yàn)，避免由于這些工 序帶來的誤差。 d、 毫無疑問，觀測數(shù)據(jù)越多，時(shí)間越長GM (1, 1)預(yù)測精度越高，越 能揭示地基變形的變化規(guī)律。本次觀測時(shí)間為二年，得到了理想的預(yù)測模型。 GM (1, 1)模型除了在沉降預(yù)測方面應(yīng)用外，還可以在計(jì)算地基土固結(jié) 度、主固結(jié)時(shí)間等方面。 令(9)式中 GM (1, 1) -u=K1u=K2 則(9)式變?yōu)?X ( t+1 )二Kie

10、-at+K2 般對于地基土固結(jié)壓縮來說，在序列 X(0) (i) i=1 , 2,，n中， X(0) (i+1) 0 即有 X(t +1)二 K2 - K1 et 在式(11)中，計(jì)算得到X1(t+1)是固結(jié)壓縮發(fā)展到t時(shí)刻的累加量。當(dāng)t - 時(shí)，e-aw 0, x(t+1) t |心|,心是最終固結(jié)壓縮量，所以t時(shí)刻的固結(jié)度 為： Ut=X ( 1) (t+1 ) / K=( K2 - K1 e-at)/ K2 1- K1 . k2 e-at 例如：K100+100沉降觀測點(diǎn)的灰色觀測方程為：x(t+1)=-4.645e0.6219t+9.9557 即：K2=9.9557 因此，其最終沉降量

11、為：S：二S+K2=15.13+9.9557=25.0857 t時(shí)刻的固結(jié)度為： Ut=X1(t+1)/K 2=24.88/25.0857=99% 該點(diǎn)的灰色預(yù)測結(jié)果要比雙曲線法預(yù)測更為準(zhǔn)確，切合實(shí)際。二、在任何事情上都不要覺得自己受了 多大的委屈，哭哭啼啼和別別扭扭改變不了糟糕的現(xiàn)狀。心子開一點(diǎn)，認(rèn)真地該干啥干啥，反倒走得順暢許多?？傅米《嗌贃|西，最后就會(huì)得到多少東西，大致就是這么個(gè)理兒吧。 三、生命本沒有意義，你要能給他什么意義，他就有什么意義。與其終日冥想人生有何意義，不如試用此生做點(diǎn)有意義的事。 四、愛怕沉默。太多的人，以為愛到深處是無言。其實(shí)，愛是很難描述的一種情感，需要詳盡的表達(dá)和

12、傳遞。 五、有些路，只能一個(gè)人走。 六、有一種落差是，你配不上自己的野心，也辜負(fù)了所受的苦難。 七、有些決定，只需要一分鐘，可是，卻會(huì)用一輩子，去后悔那一分鐘。 八、忽然想通了 ”這五個(gè)字說來簡單，要做到可真不容易。我佛如來在菩堤樹下得道，就因?yàn)樗?忽然想通了 ”達(dá)摩祖師面壁十八年，才總算忽然想通了 ”無論什么事，你只要能 忽然想通了 ”你就不會(huì)有煩惱，但 達(dá)到這地步之前，你一定已不知道有過多少煩惱。 九、如果他總為別人撐傘，你何苦非為他等在雨中。 十、我對前任的感覺很簡單，哪怕他的女朋友來我面前秀恩愛，我也不會(huì)覺得煩。就像在看別人吃一碗很香的鹵肉飯，吧唧嘴巴弄得很大聲，但我自己心里是明白的：

13、我吃過那種飯，其實(shí)沒那么好吃。 十一、為什么我們總是不懂得珍惜眼前人？在未可預(yù)知的重逢里，我們以為總會(huì)重逢，總會(huì)有緣再會(huì)，總以為有機(jī)會(huì)說一聲對不起，卻從沒想過每一次揮手道別，都可能是訣別，每一聲嘆息，都可能是人間最后 的一聲嘆息。 十二、我在最好的時(shí)候碰到你，是我的運(yùn)氣?？上覜]時(shí)間了。想想，說人生無悔，都是賭氣的話。人生若無悔，那該多無趣啊。我心里有過你。可我也只能到喜歡為止了。 十三、我說不出來為什么愛你，但我知道，你就是我不愛別人的理由。 十四、當(dāng)你在轉(zhuǎn)圈的時(shí)候，這個(gè)世界很大，當(dāng)你勇往直前，這個(gè)世界就很小。 十五、現(xiàn)在男女之間的戀愛，總是答應(yīng)太快，結(jié)果分手也快。人性的規(guī)律是容易得到的就容

14、易放棄。凡是通過努力得到的，不管是感情還是物品，都會(huì)使人頓生珍惜之感。所以在感情上，當(dāng) 有人追求時(shí)，內(nèi)心的一份矜持是必要的，即使心里很愛，也需要給追求者時(shí)間和難度，這樣兩人走到一起才會(huì)珍惜感情、地久天長。 十六、我從來不會(huì)在分手很久后才會(huì)哭，因?yàn)椴恢怠?十七、高興呢，就允許自己高興一天；難過呢，也允許自己難過一天。關(guān)鍵是這一天過去了，你得繼續(xù)往前走。 十八、對于世界而言，你是一個(gè)人；但是對于某個(gè)人，你是TA的整個(gè)世界。 十九、我們漸漸的放開了對方的手 二十、為愛投入不應(yīng)該被苛責(zé)，只是忘記自己卻是愛情里的最大弊病，也許，愛情里最好的狀態(tài)不是犧牲與忍讓，而是站在可以看到彼此的位置里，在對方的眼里可

15、以看到最真實(shí)的自己。 二十一、人生一世，總有個(gè)追求，有個(gè)盼望，有個(gè)讓自己珍視，讓自己向往，讓自己護(hù)衛(wèi)，愿意為之活一遭，乃至愿意為之獻(xiàn)身的東西，這就是價(jià)值了。 二十二、 做自己”艮難，但更難的是遇到能接受你做自己的人。 二十三、只有在你最落魄時(shí)，才會(huì)知道誰是為你擔(dān)心的笨蛋，誰是形同陌路的混蛋。 二十四、老天在送你一個(gè)大禮物時(shí)，都會(huì)用重重困難做包裝。 二十五、很奇妙的一種感覺是，曾經(jīng)的陌生人，突然之間成為了你的整個(gè)世界。我們不可能再有一個(gè)童年；不可能再有一個(gè)初中；不可能再有一個(gè)初戀；不可能再有從前的快樂、幸福、悲傷、痛苦。昨天，前一 秒，通通都不可能再回去。一一生命原來是一場無法回放的絕版電影！ 二十六、有時(shí)陽光很好，有時(shí)陽光很暗，這就是生活。 二十七、再多的我愛你”也抵不過一句 分手吧 二十八、失望，有時(shí)候也是一種幸福。因?yàn)橛兴诖?/p>