不等时距灰色Verhulst模型及其在沉降预测中的应用

在分析全过程沉降量与时间的关系、Verhulst模型的特点以及沉降观测数据有时出现非连续性特点的基础上，通过在区间上求积分给出模型背景值的一个确切的计算公式，提出了预测今后不同时刻沉降量的不等时距灰色Verhulst模型，工程实例分析表明，灰色Verhulst模型的预测精度较高，具有良好的适应性。     

改进的Verhulst沉降预测模型及其参数估计方法

为提高软土路基沉降预测灰色Verhulst模型的预测精度,首先从沉降初始实测值修正和增加时间指数项两个方面对灰色Verhulst模型的离散时间响应式进行了改进;然后基于最小二乘原理,利用差分进化算法对改进的灰色Verhulst模型时间响应式进行直接地优化估计,避免了灰色Verhulst模型常规估计方法中因背景值选取问题而导致的计算误差.实例计算结果表明,改进的灰色Verhulst模型较原模型具有更好的灵活性和适应性,比Gompertz模型、Logistic模型、Bertalanffy模型、Weibull模型及原灰色Verhulst模型这几种沉降预测模型具有更高的预测精度,可供工程设计参考.     

优化的灰色离散Verhulst模型在基坑沉降预测中的应用

基于传统的灰色Verhulst模型在基坑沉降预测中精度较低的问题,提出优化的灰色离散Verhulst模型。在基坑沉降监测中,由于有新的监测沉降值不断补充到原始数据序列中,各种因素会带来新的扰动,原来的模型精度降低,为避免由此产生的误差,用新陈代谢方法建立优化灰色离散Verhulst一维、二维新陈代谢模型。将传统Verhulst模型、优化的灰色离散Verhulst模型及优化灰色离散Verhulst一维、二维新陈代谢模型进行比较。研究结果表明:该模型通过采用离散化思维对原数据序列进行倒数变换,从连续形式向离散形式变化,减小了传统Verhulst模型建模过程中从微分方程到差分方程带来的误差;采用新陈代谢方法的优化灰色离散Verhulst模型精度更高,可选用该模型对基坑进行沉降预测。     

人工神经网络在软土地基路基沉降预测中的应用

将人工神经网络应用于软土地基填筑施工中的沉降预测，提出了一种有效的预测方法，并构造了预测路基沉降的神经网络模型，预测结果表明，该模型具有很高的预测精度，为预测软土地基路基填筑施工引起的沉降提供了一种新的方法。     

基于等时距处理和IOWHA算子的路基沉降预测

为避免随机因素对单一预测模型影响,建立更符合软土路基沉降规律的模型和方法以提高预测模型的精度和可靠性,分别以原始沉降数据、经三次样条插值和经分段三次Hermite插值处理的数据为样本值建立Gompertz模型、Logistic模型和灰色Verhulst模型3种预测模型,将每种模型的3种情况的预测值同实测值进行对比分析,选出每种模型对样本处理的优势方法。以每种模型的优势方法为单一模型,建立基于IOWHA算子的组合模型,该组合模型按照每个时刻单一模型的预测精度的高低对最优权系数进行求解。研究结果表明:在沉降速率发生明显变化时刻的数据作为最后一组样本值进行预测时,Gompertz模型和Logistic模型以分段三次Hermite插值等时距处理的数据为样本值预测效果更好,灰色Verhulst模型以原始沉降数据为样本值预测结果精度更高。求解基于IOWHA算子的组合预测模型的赋权系数时,GA比使用MATLAB的非线性优化的工具箱的求解方法更为可靠,得到的组合模型预测精度更高。     

基于S型成长曲线模型的软基沉降预测

根据济菏高速公路某软土路基试验段的实测沉降资料,应用S型成长曲线模型推测了该路基的最终沉降量,并与现场实测的沉降数据进行了比较,结果表明,应用S型成长曲线模型预测软土路基的沉降值精度较高,适用于工程实际。     

星野法在某软基段沉降预测中的应用

应用星野法对某软土路基进行了沉降预测,并与现场实测的沉降数据进行了比较,结果表明,应用指数函数配合法预测软土路基堆载预压的沉降值精度较高,模型简单,有较大的适用性。     

软土路基分级填筑过程地表沉降规律分析

为有效解决软土路基填筑过程中引起的地表沉降问题,确保路基填筑质量和安全稳定,基于对软土路基地表沉降规律研究,结合中国中部某高速公路软土路基分级填筑工程实例,采用有限元技术模拟软土路基填筑过程,分析填筑过程中地表沉降规律。实例分析表明:软土路基在填筑过程中,地表横向断面沉降规律基本呈"盆"状,最大沉降为26 mm,满足软土路基填筑地表沉降值的最大范围。该计算方法及参数的选取科学可靠,可以用来模拟预测类似工程施工过程,为软土路基工程施工提供技术指导。     

灰色模型结合神经网络预测高速公路路基沉降

为了提高高速公路路基沉降的预测精度,考虑到神经网络强大的非线性映射功能,提出了"灰色模型+神经网络"对高速公路路基沉降进行预测分析的组合方法。以湖南省某高速公路路基沉降多个断面实测数据构建灰色GM(1,1)预测模型,在采用构建的灰色模型预测出相应结果的基础上,运用神经网络对预测结果做误差补偿。研究结果表明,采用实测数据拟合的灰色模型预测值的最大相对误差与运用神经网络对预测结果做误差补偿之后的优化预测值的最大相对误差分别为19.193%和0.865%,用神经网络对灰色模型预测结果做误差补偿之后的优化预测值与实测值更接近。     

高速公路路基沉降的组合预测研究

保证路基沉降变形的稳定是公路建设中至关重要的一项基础性工作,本文在分析已有沉降预测模型的基础上,建立了高速公路路基沉降预测的等权重组合模型。计算表明,利用等权重组合模型具有较高的预测精度,同时考虑了多个影响因素,为路基沉降变形预测提供了一条心的途径。     

基于多灰色预测模型对比的高速公路路基沉降量预测

高速公路路基沉降量的预测不仅关系着高速公路的施工质量与服务水平,同时对高速公路的行车安全也有重要影响.根据路基沉降量的实测资料,通过多种灰色预测模型对路基沉降量进行了数据规律分析及精度对比,选取了最优的灰色预测模型对路基最终沉降量进行预测.为路基稳定性的评价与路基沉降的控制应对提供了参考.     

软土层厚度差对路基差异沉降的影响数值分析

针对高速公路修建中软土路基存在差异沉降的问题,采用有限元数值模拟方法,并结合现场实测数据验证,研究了因软土层厚度不同引起的差异沉降以及各软基处理阶段(路堤填筑阶段、预压阶段)的差异沉降速率变化规律.分析结果表明,软土厚度的变化对路基的差异沉降具有较大的影响,同时进一步证明超载预压能有效控制差异沉降.     

灰色马尔科夫Verhulst动态模型在滑坡形变预测中的应用

为解决陈旧信息和波动性数据造成的传统灰色Verhulst模型预测精度较低的问题,提出一种利用滑动窗口和马尔科夫模型对原始灰色Verhulst模型改进的方法。通过长度可变的滑动窗口来实现数据的动态更新,使得灰色Verhulst动态模型的预测值更加接近最新的变化趋势。之后利用马尔科夫模型对得到的灰色Verhulst动态模型预测值进行修正,提高了模型的预测精度。实验结果表明,灰色马尔科夫Verhulst动态模型在滑坡形变预测中的预测平均相对误差相比于传统的灰色Verhulst模型降低了69. 6%,均方根差比降低了0. 39,小误差概率提高了0. 166 7。对于波动性较大的滑坡监测数据,灰色马尔科夫Verhulst动态模型预测精度优于传统灰色Verhulst模型。     

复合地基沉降的模型预测

通过对复合地基沉降发展机理和规律的分析,结合Verhulst灰色预测模型的特点,建立了复合地基沉降的Verhulst灰色预测模型,反映了复合地基沉降 时间曲线的单调递增性、有界性和呈"S"形的特点·模型精度检验表明,利用较少的沉降观测数据,通过数学推理过程建立的沉降Verhulst预测模型具有可靠的预测精度,反映了复合地基沉降发展的长期过程·     

黄土质高填方路基沉降变形与预测

黄土质高填方路基易发生不均匀沉降变形,为了更好地研究其沉降机理以及建立沉降预测机制,指导具体工程确保工程安全,本文依托冬奥会延崇高速公路ZT5标段典型黄土高填方路基断面K46+500工程,利用现场该断面处3个沉降监测点的实测数据,通过对数曲线拟合法、双曲线拟合法和乘幂曲线拟合法对现场实测沉降数据进行拟合对比分析,得出预测精确合理的模型.通过高填方路基数值模拟计算,分析其沉降变形特点,并对沉降预测模型进行验证.研究结果表明:1)3种曲线拟合法的拟合相关系数都在0.98以上,都能对该高填方路基短期沉降做出准确预测.2)对3种预测模型的预测结果值与实测值比较分析,得出双曲线模型的预测结果值与实测值之间的误差平方和最小为4.09 mm²,预测精度最高.3)通过建立的双曲线预测模型对高填方路基沉降进行最终沉降预测,得出路基在517 d时沉降速率为0.01 mm/d,沉降达到稳定.4)利用FLAC3D的软件建模分析对比双曲线预测模型,验证了双曲线模型的可靠性.     

基于改进的变权缓冲灰色模型在沉降预测中的应用

针对灰色模型在中后期沉降预测中的精度问题，提出了双权幂函数弱化缓冲算子，并结合变权背景值建立改进的变权缓冲GM(1,1)模型。证明了新算子能提高光滑性、缩小级比偏差，实现对原始沉降数据的预处理，并给出还原误差不扩大的条件。对于模型中的权值采用以还原值与原始值平均相对误差最小为目标的粒子群优化算法确定。最后，采用某机场高填方地基沉降数据预测为例，验证所提改进模型的有效性。结果表明：新算子能够有效弱化沉降序列受到的冲击扰动影响，结合变权背景值能显著提高灰色模型在中后期沉降预测中的精度。此外，对新算子的权值进行限定后，可得到两种不同的变权弱化缓冲算子。     

高速公路交通事故的灰色预测模型

在分析中国交通事故历史数据的基础上,引入灰色预测模型,根据数据特性建立了改进的灰色Verhulst模型,同时对改进的灰色Verhulst模型、灰色Verhulst模型和GM(1,1)模型进行比较。结果表明:改进的灰色Verhulst模型较好地反映了高速公路交通事故的发展趋势,提高了模型的预测精度,扩大了模型的适用范围。     

高填方路基施工期沉降分析

随着道路建设逐渐向山区的延伸,在实际工程建设中高填方路基段不均匀沉降问题成为制约工程质量的一大瓶颈.采用有限元法对高填方路段不同施工时间以及不同填筑高度下的路基沉降进行模拟,并结合衡枣高速工程实例对模拟结果进行分析.研究结果表明:利用有限元法模拟高填方路基沉降问题具有较高的精度.随着填筑高度的增加,路基底部各点的沉降值均出现明显增大.对于路基中线不同深度个点,随这填筑高度的增加,其竖向位移呈线性减小.     

铁路路基沉降预测评估方法适用性对比分析

铁路路基工后沉降变形分析评估是铁路轨道工程铺设的必要条件和关键工序之一。文章利用灰色理论、指数法和双曲线法对铁路路基沉降进行研究预测,得出了不同模型的预测精度。从结果来看三种模型中灰色理论能够更好地反应沉降趋势,分析预测精度较好,可为监测提供有效的信息。     

基于地理空间实体的矢量元胞自动机研究

元胞自动机是能模拟复杂行为的离散动力学模型，GIS与元胞自动机的集成对于模拟地理时空过程具有很大的优势。但是标准CA的一些限制因素如空间尺度、精度及数据量问题、邻居定义等制约了其模拟真实世界的能力。本文通过分析地理现象和元胞自动机之间的关系，从元胞及状态、元胞空间、邻居、转换规则、离散时间五个方面对标准元胞自动机的组成部分进行了扩展，构建了在不规则的地理空间中基于地理实体的元胞自动机模型，同时提出了一个通用的基于地理实体的元胞自动机模型和地理信息系统集成的框架。