沉降預(yù)測(cè)與的灰色系統(tǒng)預(yù)測(cè)法

沉降預(yù)測(cè)與分析的灰色系統(tǒng)預(yù)測(cè)法①什么叫灰色系統(tǒng)？在系統(tǒng)理論與控制論中，常用顏色的深淺來(lái)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(wú)所知，只能從系統(tǒng)的外部表象來(lái)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)。（GreySestem）②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)雜的而我們對(duì)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(duì)復(fù)雜的地基系統(tǒng)，要預(yù)測(cè)地基變形須考慮諸多的因素，不論采用何種傳統(tǒng)預(yù)測(cè)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(kāi)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(duì)系統(tǒng)進(jìn)行全因素的分析。建立灰色預(yù)測(cè)模型，研究其最終作用結(jié)果的時(shí)空分布規(guī)律。收到預(yù)測(cè)時(shí)間長(zhǎng)，精度高的結(jié)果。特別是灰色GM（1、1）預(yù)測(cè)模型，具有表面上似乎是無(wú)因素分析，而實(shí)際上是全因素分析的功能。③變形灰色模型GM（1、1）的建立GM（1、1）是最簡(jiǎn)單的灰色模型，稱為一階色模型。根據(jù)灰色系統(tǒng)理論：對(duì)一組數(shù)據(jù)X0:X0={X1(0),X2(0),…..Xn(0),}進(jìn)行一次累加生成處理（AccumulatenGeneratingOperation簡(jiǎn)稱AGO），生成新系列X（1）:X（1）={X1(1),X2(1),…..Xn(1),}其中：對(duì)此生成序列，GM（1，1）模型白化形式的微分方程為：式中a，u為待定系數(shù)，記為：a=（a，u）T=（BTB），YN其中：YN=時(shí)間響應(yīng)方程：離散響應(yīng)方程：贊K凡=螺0扯，帆1蘋，粱2磁，灶3疑為了判別模型粘的優(yōu)劣，可用健殘差檢驗(yàn)攪、后驗(yàn)差檢驗(yàn)瓣等方法，進(jìn)行杰檢驗(yàn)貌，合格后幻即可用于模型馳預(yù)測(cè)。舞④炭部分觀測(cè)點(diǎn)預(yù)僚測(cè)結(jié)果筒由于該算法運(yùn)裕算起來(lái)較費(fèi)均機(jī)蓄時(shí)，本殿次壘K100+1沾0陶0蓋、礦K108+7諷0撥0渣兩個(gè)點(diǎn)計(jì)算結(jié)競(jìng)果，說(shuō)明該預(yù)憂算法的預(yù)測(cè)過(guò)系程。擺K100+1若0丸0薪預(yù)測(cè)結(jié)果表魔月份終96.8鳴96.9網(wǎng)96.10樹(shù)96.11羊96.12順97.1濟(jì)97.2語(yǔ)97.3勸97.4舅97.5搭97.6蔥97.7些觀測(cè)值茶20.62禮（盼c玻m味）期22.05喪（解c嬌m五）向23.65僵(肥cm)脅24.41幟(旦cm)重24.78旦(螞cm)腎24.96舊(蒙cm)怎預(yù)測(cè)值伏20.6真2項(xiàng)（毛c館m婦）袖22.68蔑（栗c診m襪）蔬23.80狡(虧cm)掘24.39督(旦cm)蕉24.72宣(拾cm)繁24.8井8坊(丙cm)充24枯.必98沾(匪cm)控25.03適(降cm)偵25.05麗(感cm)獸25.07柜(甘cm)指25.08花(府cm)娛25.08挎（乏c蜓m霧）悔K108+7浩0奪0描預(yù)測(cè)結(jié)果表舊月份填96.8鋒96.9閘96.10運(yùn)96.11爐96.12定97.1津97.2覽97.3找97.4害97.5集97.6茂97.7場(chǎng)觀測(cè)值膨19.07體(外cm)乘20.13刷(華cm)換21.04島(列cm)播21.10派(久cm)很21.32環(huán)(公cm)頃21.78猶(刑cm)各觀測(cè)值諒20.14取(欣cm)續(xù)20.81貴(口cm)夫21.24憤(東cm)夜21.51號(hào)(專cm)崗21.68坦(與cm)話214.79宗(樸cm)兵21.86艙(疾cm)酬21.90恥(蜜cm)獻(xiàn)21.93難(昏cm)滔21.95扭(乖cm)老21.96朋(乎cm)旅21.97情(容cm)揭通過(guò)殘差檢驗(yàn)燙及后驗(yàn)誤差計(jì)戚算，該預(yù)測(cè)模皺型精度系級(jí)為銹一級(jí)。竿梳木對(duì)于上述預(yù)測(cè)鞠結(jié)果最直接的病驗(yàn)證方法是對(duì)畢檢測(cè)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行園繼續(xù)腦監(jiān)測(cè)柴。因此我門勻?qū)Ω麷100+1臺(tái)0滿0單及蔽K108+7代00辜等監(jiān)音測(cè)點(diǎn)陸從猶9畜7井年釋2儉月伸~9胸7川年發(fā)7抄月進(jìn)行半年的很監(jiān)測(cè)驗(yàn)證監(jiān)測(cè)放，其結(jié)果如下貝表：煩月份杰97.2別97.3而97.4畢97.5轉(zhuǎn)97.6蓋97.7嗚K100+1添00酬觀測(cè)值婚24.96炸25.00州25.02胸25.04汗25.07膏25.07想預(yù)測(cè)值衰24.98晝25.03鋪25.05毒25.07寇25.08滔25.08喘K108+7倚00老觀測(cè)值略21.83秩21.90刪21.93裹21.93檢21.96氧21.96廁預(yù)測(cè)值捏21.86搜21.90悲21.93伙21.95鞏21.96狀21.修97姨⑤拒G撫M淘（萌1火，千1癥）模型用于沉燕降監(jiān)測(cè)中的特探點(diǎn)。西a濕.泊累加生成扶（納AG安O盼）的特點(diǎn)像由上面討論可貞知湊，會(huì)G須M景（堪1判，面1瑞）建模是對(duì)原啟始時(shí)序補(bǔ)｛晉X鼓t道｝進(jìn)霞行友AG披O回處理，用灰色向模型去描傘述骨+絡(luò)｛止Xt(1血)?。蛄?，從而鋼間接的描述手｛們Yt布｝。應(yīng)匯該指出陡，抹AG肉O倘是行G穴M財(cái)（椅1示，魔1床）建模乃至所坑有灰色模型的雨一個(gè)特點(diǎn)跨。穴AG蟲(chóng)O宵可使憤｛攏X貌t如｝中所邀蘊(yùn)含紗的確定性信息它在通過(guò)累加時(shí)逃相互疊加雞得到加強(qiáng)慌而詳使泛{X獻(xiàn)t琴（絞1掠）論}兆可用閘指數(shù)脖函數(shù)表達(dá)饒。被AG際O蝴可前使共{Xt啞}系中隨機(jī)性成分蹦在通雹過(guò)鑒AGO格處理時(shí)相互抵靜消一部分?jǐn)?，而大為減弱喘，海使嬸{Xt社}偷中確定性信息做增強(qiáng)，隨機(jī)性置信息減弱。曬b該、灰際色嚷G臺(tái)M菌（刪1銹，特1釘）模型用于預(yù)私測(cè)，開(kāi)在封閉、靜止埋狀態(tài)系統(tǒng)的時(shí)搭間序列是準(zhǔn)確板的，唐津高速扛公路中運(yùn)用了扭預(yù)壓土方后的標(biāo)的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)蔽測(cè)，從監(jiān)測(cè)數(shù)渴據(jù)上看，是在訓(xùn)恒定荷載下的鹿變形，其輸出棋時(shí)間序列是封遍閉、靜止系統(tǒng)蜜輸出序列，所姜以旬G跑M花（攜1印，陜1蹦）模型預(yù)測(cè)精題度很高。貓c世、與根據(jù)做土蕩樣固結(jié)壓縮試具驗(yàn)求得一系列計(jì)有關(guān)參數(shù)后，域再進(jìn)行變形計(jì)比算的方法比較嬸，用灰色系統(tǒng)色理論的建摸預(yù)杜測(cè)方法不需取欲樣試驗(yàn)，避免旨由于這些工序折帶來(lái)的誤差。恰d縮、毫無(wú)疑問(wèn)，泡觀測(cè)數(shù)據(jù)越多響，時(shí)間越送長(zhǎng)該G園M褲（企1薯，斧1老）預(yù)測(cè)精度銷越高，越能揭敵示地基變形的慧變化規(guī)律。本勿次觀測(cè)時(shí)間為稠二年，得到了膏理想壯的預(yù)測(cè)模型。鑄G誰(shuí)M獎(jiǎng)（兄1附，岸1倉(cāng)）模型除了在塊沉降預(yù)測(cè)方面守應(yīng)用外，還可宵以在計(jì)算地基腿土固結(jié)度、主達(dá)固結(jié)時(shí)間等方岸面。令（9）式中買G游M趴（筆1菊，方1撲）銳–棗=K腦1錫=K米2喪則敲（魚(yú)9賀）式變?yōu)榧錢裝（梅t+免1弟）殊(蛇1)蔑=K波1e烘-at防+K盆2查一般對(duì)于地基計(jì)土固結(jié)壓縮來(lái)宴說(shuō)，在序婆列絮{腥（棗i通）并}雄i=販1悟，購(gòu)2際，碰…手，皇n吩中，封（皮i+趙1伍）盯<加(i節(jié))歐所求泛得貴K腰1私<霧0鼠，跌K夫2糾>灣0餓即有=敬在式蹦（勸1筋1蘆）中，計(jì)算得腐到箭X功1音(t+1妨)養(yǎng)是固結(jié)壓縮發(fā)抵展晝到頑t麻時(shí)刻的累加量軍。溜當(dāng)慰t徑時(shí)吩，鳳e禿-at矛0果，將（禽t+竟1絞）帖,昨是最終固結(jié)壓哄縮量，所眉以閃t擋時(shí)刻的固結(jié)怠度四為：護(hù)=皺X淺（毫1饑）絕（皮t+拾1舊）決/畏=(今-魔e則-匙at芬)/攜1薄?汽.潑e走-at倡例如兵：師K100+1嶄0抬0案沉降觀測(cè)點(diǎn)的裂灰色觀測(cè)方程馳為篇：違x(t+1)它=-4.64缸