時間序列分析的修正預(yù)測在建筑物沉降監(jiān)測中的應(yīng)用

在建筑物的沉降監(jiān)測中,采用時間序列方法對觀測數(shù)據(jù)進行分析處理,建立建筑物的動態(tài)沉降預(yù)測模型,并對其沉降趨勢進行預(yù)測.從而選擇合適的解決方案和采取相應(yīng)的地基處理措施,把沉降量限定在允許范圍內(nèi)是極為重要的.介紹了時間序列分析方法中的ar模型,ar模型階數(shù)的確定、參數(shù)估計、模型檢驗以及預(yù)報分析的方法,并結(jié)合某建筑物沉降觀測的數(shù)據(jù)為例進行說明.

簡要介紹了時間序列分析的基本原理及方法、數(shù)據(jù)識別、建模和預(yù)報及其在變形監(jiān)測數(shù)據(jù)處理中的應(yīng)用。結(jié)合華景新城二區(qū)六期20號樓的一個監(jiān)測點(j101)連續(xù)20期的觀測數(shù)據(jù)進行了計算分析,實際工程應(yīng)用表明,該模型能準確監(jiān)測和預(yù)報建筑的變形,具有很強的實際應(yīng)用價值。

應(yīng)用了混沌時間序列預(yù)測方法,建立了沉降預(yù)測的非線性混沌模型,實現(xiàn)了長安大學(xué)b點高層住宅樓實際沉降監(jiān)測數(shù)據(jù)進行預(yù)測計算。

介紹了壓差沉降在線監(jiān)測系統(tǒng),結(jié)合某地鐵基坑施工期間周邊建筑物沉降監(jiān)測項目,驗證了該監(jiān)測系統(tǒng)的可靠性,結(jié)果表明,該系統(tǒng)能夠滿足建筑物的實時沉降監(jiān)測精度要求,且能達到遠程自動監(jiān)測并預(yù)警的效果,具有較高的工程應(yīng)用價值。

建筑施工中,沉降觀測是監(jiān)測建筑物是否安全的重要環(huán)節(jié)。為此,將灰色系統(tǒng)理論應(yīng)用于建筑物沉降變形數(shù)據(jù)分析,結(jié)合實例,驗證了灰色gm(1,1)預(yù)測方法在建筑物沉降監(jiān)測中應(yīng)用的可行性和可靠性。

文中研究了kalman濾波方法在建筑物沉降監(jiān)測數(shù)據(jù)處理中的應(yīng)用,并利用模擬和實際觀測數(shù)據(jù),分別采用了標準kalman濾波,抗差自適應(yīng)kalman濾波,雙自適應(yīng)因子濾波三種方案進行了濾波處理,比較和分析了各種方案的優(yōu)點和不足,以指導(dǎo)實踐應(yīng)用。

簡要介紹了灰色模型的基本原理及建模方法,并針對具體的工程實例,通過建立灰色預(yù)報模型來預(yù)報未來幾天的沉降量。結(jié)果表明：灰色模型具有較高的預(yù)報精度,數(shù)據(jù)非?？煽?所以可以通過建立灰色模型的方法來了解建筑物短期內(nèi)的沉降變化規(guī)律。

18卷4期 2009年8月 　　　　　　　　　 自　然　災(zāi)　害　學(xué)　報 journalofnaturaldisasters vol.18no.4 aug.2009 　　收稿日期:2008-10-21;　修訂日期:2009-06-15 　　作者簡介:肖新華(1967-),女,副教授,主要從事建筑結(jié)構(gòu)、工程技術(shù)研究及工程項目管理.e-mail:420163716@qq.com 文章編號:1004-4574(2009)04-0154-04 gps技術(shù)在建筑物沉降監(jiān)測中的應(yīng)用 肖新華 (濮陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院,河南濮陽457000) 摘　要:隨著人類生活、生產(chǎn)領(lǐng)域的不斷擴大,出現(xiàn)了越來越多的大型建筑物和工業(yè)設(shè)施。由于多種 因素的影響,這些大型建筑物和工業(yè)設(shè)施在運營過程中都會發(fā)生某

文中研究了kalman濾波方法在建筑物沉降監(jiān)測數(shù)據(jù)處理中的應(yīng)用,并利用模擬和實際觀測數(shù)據(jù),分別采用了標準kalman濾波,抗差自適應(yīng)kalman濾波,雙自適應(yīng)因子濾波三種方案進行了濾波處理,比較和分析了各種方案的優(yōu)點和不足,以指導(dǎo)實踐應(yīng)用.

時間序列分析在建筑變形監(jiān)測中有著很大的作用,本文首先介紹了時間序列的原理,分析時間序列的模型,以及在建筑物變形監(jiān)測數(shù)據(jù)處理中的應(yīng)用.重點闡述各類時間序列模型的參數(shù)估計與預(yù)測過程,并結(jié)合實際工程分析時間序列應(yīng)用的效果以及監(jiān)測點的變化規(guī)律.

以秀山湖二期工程為例,運用灰色預(yù)測系統(tǒng),建立了兩種非等間隔灰色gm(1,1)模型,并對建筑物進行沉降監(jiān)測,通過對沉降數(shù)據(jù)的對比分析,指出采用數(shù)據(jù)變換的非等間隔gm(1,1)模型要優(yōu)于加權(quán)處理的非等間隔gm(1,1)模型。

高層建筑物在施工中,主體荷載不斷增加會導(dǎo)致建筑物下沉。如果沉降不穩(wěn)定,則會在施工階段造成人員傷亡影響正常的工作計劃,同時也會影響建筑物的安全使用。該文通過工程實例,將灰色系統(tǒng)預(yù)測應(yīng)用在高層建筑物沉降中,并建立兩種非等間隔灰色系統(tǒng)gm(1,1)模型對沉降數(shù)據(jù)進行處理及預(yù)測,選出最優(yōu)模型進行分析。

采用時間序列分析方法,對長春市地鐵一號線——繁榮路站基坑變形監(jiān)測點連續(xù)28期的數(shù)據(jù)進行分析處理,建立自回歸模型,并對后4期數(shù)據(jù)進行預(yù)報,其一步擬合中誤差為σ=±0.2mm,具有較高精度。通過對數(shù)據(jù)的分析,論證了時間序列分析方法在地鐵沉降監(jiān)測中的可行性與有效性。

該文提出了穩(wěn)健灰色模型,并將其應(yīng)用于某建筑物沉降的預(yù)測。結(jié)果表明,穩(wěn)健gm(1,1)模型比常規(guī)gm(1,1)模型具有更好的抗干擾性能和受異常點影響小的優(yōu)點,更具有預(yù)測應(yīng)用價值。同時還編寫了計算機程序?qū)疑A(yù)測過程進行電腦處理,大大減少了工作量。

針對經(jīng)典verhulst模型背景值建模機理的不嚴密和初始值設(shè)定的不科學(xué)性,給出了灰導(dǎo)數(shù)改進模型及模型參數(shù)的最優(yōu)估計式。采用原始數(shù)據(jù)一次累加與其擬合值的殘差平方和最小作為約束準則,推導(dǎo)出虛擬初始值的計算公式,建立了無需設(shè)定初始值約束的優(yōu)化模型,并以南水北調(diào)工程沉降監(jiān)測實例驗證了模型預(yù)測精度,為沉降監(jiān)測中長期預(yù)報建模提供了合理的解決方案。

建筑物的沉降觀測是保證建筑物安全科學(xué)施工的重要保障之一,在水準測量困難的情況下可以利用全站儀無儀高法替代水準進行沉降觀測.本文在分析全站儀無儀高法高程測量精度的基礎(chǔ)上,成功將該方法應(yīng)用到建筑物的沉降監(jiān)測中,擴展了同類工程沉降監(jiān)測的方法.

建筑物的變形是多方面原因共同作用的結(jié)果,研究其變化規(guī)律,合理預(yù)測建筑物的變形趨勢,一直是變形監(jiān)測研究的熱點問題。以黑龍江省哈爾濱市某建筑物為例,采用gm(1,1)模型對沉降監(jiān)測數(shù)據(jù)進行預(yù)測分析,結(jié)果顯示實測值與預(yù)測值吻合較好,充分證實該模型對建筑物的變形預(yù)測具有可行性,是一種較好的方法。

應(yīng)用非等間距時間序列的灰色gm(1,1)模型對建筑物的沉降過程進行模擬,工程實例計算結(jié)果表明,該模型的預(yù)測值與實際測量值吻合較好,為建筑物沉降的預(yù)測提供了有效可行的方法。

結(jié)合某建筑物沉降監(jiān)測數(shù)據(jù),運用灰色預(yù)測gm(1,1)模型,探討該建筑物沉降的動態(tài)變化規(guī)律,為其安全性診斷提供必要的信息。與實測結(jié)果對比表明,gm(1,1)模型對其沉降趨勢符合度較高,驗證了灰色gm(1,1)預(yù)測方法在建筑物沉降監(jiān)測中應(yīng)用的可行性和可靠性。

針對insar在城市建筑物沉降監(jiān)測中的精度評估需求，以天津市市內(nèi)六區(qū)同步采集的sar數(shù)據(jù)、水準數(shù)據(jù)為例進行兩者的差異性分析，提出采用距離加權(quán)法、沉降量指標來實現(xiàn)兩者的時空一致性。在此基礎(chǔ)上參考建筑物沉降監(jiān)測的規(guī)范，以渤海大樓為例來對比分析insar測量、水準測量的沉降量值，提出了insar技術(shù)可達到建筑物三級測量精度指標。

針對傳統(tǒng)非等間距gm(1,1)模型在建筑物沉降監(jiān)測中預(yù)測精度不夠高的問題,提出了一種新的非等間距gm(1,1)建模方法。此法基于初始條件改進及把灰色微分方程的白化方程中的灰導(dǎo)數(shù)用離散形式進行表示的改進相結(jié)合、提高非等間距gm(1,1)模型的建模精度。結(jié)合桂林市某廣場的集商用、住房于一體的高層建筑的沉降變形監(jiān)測實例,將本模型的沉降預(yù)測的結(jié)果同文獻中另一非等間距gm(1,1)改進方法進行對比分析和檢驗,充分驗證了建筑物沉降變形分析預(yù)報中本模型方法的可行性和優(yōu)越性,對進一步促進非等間距gm(1,1)模型在沉降變形預(yù)測中的應(yīng)用起到了積極的作用。

基坑周邊建筑物沉降監(jiān)測與變形分析