基于灰色系统理论的变形分析与预报模型应用研究.pdf

谖季走淳硕士学位论文论×提趸日期竺竺竺竺论文管辩日期兰望翌基于灰色系统理论的变形分析与预报模型应用研究,导师姓名职称分类号:李晓蕾田永瑞副教授申请学位级别工学硕士学科专业名称大地测量学与测量工程学位授予单位长安犬学答辩委员会主席学位论文评间人
摘要在现代测量工程的实践和科学研究活动中,变形监测占有十分重要的地位。科学、实时、准确地分析和预报建筑物、构筑物的变形有着很重要的意义。灰色系统理论主要研究“小样本不确定问题”,具有多学科的综合性、交叉性和抽象性,在贫信息少数据的情况下有着其独到的优势,在变形监测中也得到了越来越广泛地应用。本文针对这一应用需求,立足于灰色系统理论,将灰色模型应用于小浪底大坝变形监测分析与预报中,主要研究工作包括:分析了当前变形分析与预报的主要方法与手段,比较了灰色系统理论应用于变形监测的优势。在此基础之上,对灰色系统理论进行了分析与探讨。从灰色预测与灰色建模原理入手,分析了灰色单点的,模型、残差,模型、,模型,灰色多点的空间多点模型,并在此基础之上,将残差修正应用于空间多点模型,引入空间多点残差修正模型。本文结合小浪底工程沉降监测数据实例,以9ぞ撸ū疚闹械乃闹灰色单点以及多点模型分别针对小浪底水利工程沉降监测数据进行模拟与分析,对几种模型进行对比与分析,其结论验证了空间多点残差修正模型的可靠性与优越性。关键词:变形监测、灰色系统理论、灰色预测模型、空间多点残差修正模型
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脯朋夕日论文作者签名:夺磙秀撅鹈潲年鴊年§月日论文独创性声明论文知识产权权属声明本人声明:本人所呈交的学位论文是在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果。除论文中已经注明引用的内容外,对论文的研究做出重要贡献的个人和集体,均己在文中以明确方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表的成果。本声明的法律责任由本人承担。本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品,知识产权归属学校。学校享有以任何方式发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利等权利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时,署名单位仍然为长安大学。C艿穆畚脑诮饷芎笥ψ袷卮斯娑论文作者签名:导师签名:
第一章绪论引言变形是自然界普遍存在的现象,它是指变形体在各种荷载作用下,其形状、大小及位置在时间域和空间域的变化。变形体的变形在一定范围内被确认为是允许的,如果超出允许值,则可能引发灾难。自然界的变形危害现象很普遍的,如地震、滑坡、岩崩、地表沉降、火山爆发、溃坝:桥梁与建筑物的倒塌等。因此,必须对变形进行监测,总结出变形发生的规律和原因,对于可控制的变形,力求控制变形发展的方向;对于不可控制的变形,则预测变形的大小,以采取措旋将可能发生的灾害降低到最小程度。变形监测就是采用多种方法测定工程建筑物变形的工作。其任务是确定在各种荷载和外力作用下,变形体的形状、大小及位置变化的空间状态和时间特征。变形监测的工作是人们通过变形现象获得科学知识、检验理论和假设的必要手段。在测量工程的实践和科学研究活动中,变形监测占有重要的地位。工程建筑物的兴建,从施工开始到竣工,以及建成后整个运营期间都要不断的监测,以便于掌握变形的情况,及时发现问题,保证工程建筑的安全。人类开发自然资源的活动绯槿〉叵滤采油、采矿等崞苹档乜巧喜康钠胶猓斐傻孛姹湫巍U庵直湫涡枰3て诩嗖猓员采取措施控制其发展,保证人类正常的生产和生活。例如,在人口密集的地区大量抽取地下饮用水造成地面沉陷,地面不均匀的沉陷会引起建筑物和工业设施的损坏。地下采矿引起矿体上方岩层的移动,严重的会造成地面滑坡和塌方,危及人民生命财产的安全,需要监测。近年来,人们开始在城市下面、工业设施和交通干线下面、水体恿鳌⒑泊、海洋等旅娌煽称为三下采矿乜侵械赜αΦ某て诨墼斐傻卣穑现匚及人类的生存,监测地壳的变形是预报地震的重要手段乜同时,年代初,我国著名学者邓聚龙教授提出并发展了灰色系统理论。灰色系统理论是研究解决灰色系统分析、建模、预测、决策和控制的理论,经过二十年来的飞速发展,已渗透到自然科学和社会科学的许多领域。灰色系统理论提供了在贫信息情况下解决系统问题的新途径,提出了一种新的分析方法,这种方法对样本量的多少没有过分要求,也不需要典型的分布规律,计算工作量小,因此,灰色系统很快在许多领域中得到应用。在变形监测领域,灰色系统理论的产生与发展,也为实时、动态、准确地变形分析与预报提供了一种新的手段与方法口长安大学倾十学位论文
⒛康暮鸵庖变形体的范畴可以大到整个地球,小到一个工程建筑物的块体,它包括人工和自然的构筑物。根据变形体的范围,可将变形监测的研究对象划分为这样啵全球性变形研究主要是研究地级移动,地球旋转速度的