基于混沌理論的基坑工程監(jiān)測數(shù)據(jù)分析與預(yù)測研究.pdf

1、在巖土工程尤其是深基坑工程中實施監(jiān)測,已成為工程建設(shè)和管理部門的強制性要求。監(jiān)測數(shù)據(jù)作為在工程施工建設(shè)過程中反映各方面真實情況的數(shù)據(jù)資料,具有重要的工程、科研及經(jīng)濟意義。因此,采用不同的理論方法對工程監(jiān)測數(shù)據(jù)進行研究分析,已逐步成為巖土工程領(lǐng)域重要的研究課題之一。
　　本文以武漢地區(qū)某地鐵車站深基坑各類監(jiān)測數(shù)據(jù)為研究對象,引入混沌理論的分析方法,運用matlab7.1工具編制相應(yīng)計算程序,進行監(jiān)測數(shù)據(jù)分析與變形預(yù)測。首先運用C-C

2、方法計算了深層土體最大水平位移、基坑兩側(cè)建筑物沉降、支撐軸力等主要監(jiān)測項目監(jiān)測數(shù)據(jù)的時間延遲和嵌入維數(shù);然后運用小數(shù)據(jù)量方法計算了它們的最大Lyapunov指數(shù)和關(guān)聯(lián)維數(shù)。并且分析了各個測點的混沌特征量的數(shù)學含義,同時定性分析了深基坑工程在開挖過程中的混沌表現(xiàn);最后建立了一階加權(quán)局域法預(yù)測模型與基于最大Lyapunov指數(shù)預(yù)測模型對各測點數(shù)據(jù)序列進行預(yù)測計算。
　　通過對以上內(nèi)容的分析研究,本文得到的主要研究結(jié)論有:支撐軸力監(jiān)測數(shù)

3、據(jù)的時間延遲和嵌入維數(shù)較之深層土體水平位移、建筑沉降要大,這說明支撐軸力在基坑施工過程中變化情況要更為復(fù)雜、更為敏感;各測點監(jiān)測數(shù)據(jù)時間序列關(guān)聯(lián)維都為非整數(shù),說明都表現(xiàn)出混沌運動。大部分測點的最大Lyapunov指數(shù)1?>0,表明這些測點具有混沌特性。同時發(fā)現(xiàn)平均周期的大小對最大Lyapunov指數(shù)有較大影響;加權(quán)一階局域法預(yù)測模型在各個測點時間序列中表現(xiàn)良好,其建筑物沉降預(yù)測值的相對誤差在2％以內(nèi),Lyapunov指數(shù)預(yù)測法在預(yù)測過程