基于灰色支持向量机残差修正模型的地面沉降量预测

沉降现象在各地区普遍发生,地面沉降量预测越来越受到重视。本文通过结合灰色(GM(1,1))预测模型和支持向量机(SVM)模型各自的优点,建立灰色支持向量机(GM(1,1)-SVM)残差修正模型,在突出时间序列发展趋势影响的同时降低序列中异常值的消极作用。以某高层建筑的18次地面沉降量数据为实例,检验GM(1,1)-SVM模型的预测效果。结果表明:相对单一的GM(1,1)沉降量预测模型,GM(1,1)-SVM模型相对误差小,预测精度高,对地面沉降量预测有一定指导意义。     

基于灰色Verhulst模型的山西太原地面沉降趋势分析

本文首先通过分析地面沉降的诱发因素和研究对象,发现具有灰色特性,并且地面沉降随时间的变化曲线与Verhulst模型曲线相似,因而可以应用该模型预测太原市地面沉降。其次根据五个沉降中心中30个典型的水准观测点的累积沉降量建立了灰色Verhulst预测模型。最后预测了2010年与2015年的地面沉降发展趋势,得出2010年总体沉降范围向外扩展,小店中心扩大幅度较大,吴家堡年均沉降速率持续减缓;到2015年西张沉降趋势基本趋于稳定状态,万柏林和下元沉降速率减缓,吴家堡沉降幅度变化不大,万柏林、下元和吴家堡的沉降范围已连成一片,小店中心最大沉降量达1 508 mm,年均沉降速率为45 mm/a。     

上海市地面沉降动态分析与灰色预测

本文应用灰色系统理论的关联度分析法,分析了上海市地面沉降在时间、空间上的变化特征,进而以市区和近郊区典型地段的地面沉降监测资料为基础,建立了灰色预测模型,并在某些假定前提下预测了上海市地面最终沉降量及“沉降寿命”。     

改进的灰色预测模型在地面沉降预测中的应用

在地面沉降这一复杂系统中,既含有已知的又古有未知的或非确定的信息,可以作为一个灰色系统来研究.本文针对地面沉降的下沉曲线非线性特征,提出用一种基于残差灰色预测模型对地面沉降量时间序列进行研究.结果表明,通过改进后的灰色预测模型,预测精度得到了提高,在沉降量比较大和水准点比较稀少的地区,利用此模型预测地面沉降可减少地面沉降监测经费,并能实时提供地面沉降预警信息.     

常州地面沉降的灰色Verhulst预测

文章首先指出了土体的固结沉降过程具有“S”型曲线特征,这与Verhulst模型（Logistic生长模型）具有相似性.然后比较系统地给出了Logistic生长模型、模型的参数估计、模型的精度检验及适用条件,并将模型用于常州市清凉小学地面沉降过程的模拟,进行了初步预测.研究表明,灰色Verhulst模型在预测地面沉降方面是十分有效的,特别是发生在主采层及顶、底板土层中的变形,该模型给出地面沉降预测值时间序列与实测值序列是相当接近的.     

抚顺某石油厂区地面沉降成因分析及其预测

在研究抚顺某石油厂区地质环境条件的基础上，分析其地面沉降产生的原因，并基于厂区某地面沉降监测点连续8 a的实际监测数据建立灰色预测模型，该模型预测平均相对误差9.69%,误差较小，可以满足实际工程需要。然后据此模型对厂区未来3 a的地面沉降变形进行预测，预测结果显示该厂区地面沉降仍在持续，但年度沉降值有减小的趋势，该预测结果总体上反映了厂区地面沉降变形的变化规律和发展态势。     

采水地面沉降时空预测模型研究

地下水开采引起的地面沉降对地面建（构）筑物的正常使用和结构安全构成了严重威胁,深入研究采水地面沉降预测理论对于沉降灾害防治具有重要意义。针对本构模型和土体参数确定上的困难,采用力学推理和数学统计相结合的方法,建立了新的采水地面沉降时空预测模型。首先,利用太沙基固结微分方程,建立了反映地面沉降时间效应的半经验计算模型;其次,在分析采水地面沉降空间分布规律的基础上,利用随机介质理论研究了采水地面沉降空间分布特征;再次,综合考虑采水地面沉降的时间效应和空间分布形态,建立了采水地面沉降的时空预测模型。利用该模型计算地面沉降共需4个计算参数,介绍了参数求解方法。最后,利用时空计算模型预测了某地单井采水引起地面沉降的时空规律。研究表明,所建立的采水地面沉降预测模型能准确地反映采水地面沉降的时空规律,能方便、快捷地预测地下水开采引起的地面沉降。     

地面沉降几个预测模型的讨论

由于超采地下流体,如地下水、石油、天然气等而引起地面沉降已经成为许多大城市的主要地质灾害,严重的已经直接危害到城市的公共安全和可持续发展。因此,加强地面沉降预测,对于控制和预防灾害,减小损失具有十分积极的作用。本文对已收集到的国内、外在预测地面沉降中的几个主要预测模型进行讨论。分析用于短期预测的灰色模型、以及计算长期沉降及最终沉降的Verhulst模型和泊松旋回预测方法的适用范围;讨论太沙基( Terzaghi)固结模型以及水固联合数值模拟的优缺点、并探讨H. Sun等人建立的“大气压一地下水水位模型”在预测地面沉降中应用性。     

天津滨海新区地面沉降预测方法研究

利用1985～2008年天津地面沉降监测资料,以水准监测点为基本研究对象,在分析其时间沉降的变化动态基础上,采用分段权函数线性模型提取沉降信息并进行外推预测,展示了天津滨海新区地面沉降现状,编绘了2008年天津滨海新区地面沉降年度沉降分布图和2008～2013年间地面沉降总量的预测分布图研究成果可供政府及有关部门制定和实施控沉管理决策参考,同时对存在类似问题的区域也有一定的参考价值。     

常州市地面沉降灰色模型预测

地面沉降过程可视为有限体系,本文分析了常州市地面沉降动态特征,采用费尔哈斯特(Verhulst)生物繁殖模型,以监测资料为背景予以灰色系统理论处理和进行沉降旋回期或寿命预测。在地下水得到控制开采和回灌补给条件下,常州市地面沉降旋回期为60年,至2030年沉降速率超近于零,为常州市合理开发地下水,控制沉降灾害提供宏观中长期预测信息。     

地面沉降泊松旋回预测方法：以上海地面沉降长期预测为例

在上海地面沉降长期预测研究的实际经验基础上,对泊松旋回模型进行了一些改进,建立了地面沉降泊松旋回预测的数学模型,提出了应用于预测时的技术处理方法。对预测的上海部分标点1995—2050年地面沉降量10～37cm进行了一定评估,认为在现有研究水平上是可信的。引入衰减系数于泊松旋回模型之中是本方法的特色之一。     

Application of grey theory-based model to prediction of land subsidence due to engineering environment in Shanghai

Land subsidence is a common geological hazard. The long-term accumulation of land subsidence in Shanghai has caused economic loss to the city. Since the 1990s, the engineering structures have become a new cause of land subsidence. Many factors affect the process of land subsidence. Although such a process cannot be explicitly expressed by a mathematical formula, it is not a “black box” whose internal structure, parameters, and characteristics are unknown. Therefore, the grey theory can be applied to the prediction of land subsidence and provides useful information for the control of land subsidence. In this paper, a grey model (GM) GM (1, 1) with unequal time-intervals was used to predict the subsidence of a high-rise building in the Lujiazui area of Shanghai, and the results were compared with the monitored data. The prediction of subsidence was also corroborated by laboratory tests and the results were compared with measured data and the predicted data by the adaptive neuro-fuzzy inference system (ANFIS). It is found that the GM (1, 1) with unequal time-intervals is accurate and feasible for the prediction of land subsidence.     

天津市地面沉降的灰色系统—马尔柯夫预测模型应用

地面沉降速率监测值多呈波形动态,数据波动给预测带来了困难。本文以天津地面沉降多个水准点的监测数据为基本序列,介绍了传统灰色系统模型GM（1,1）的预测过程及结果,并在此基础上进行马尔柯夫处理,建立灰色系统-马尔柯夫预测模型。其结果表明,后者预测精度明显提高,67％的样本误差可降至10％以内,92％的样本预测值误差低于30％。     

灰色系统在地面沉降分析中的应用

该文将灰色系统理论引入地面沉降的研究之中。根据上海地面沉降的历史数据建立了上海地面沉降发展的GM(1,1)模型以及地面沉降与地下水位变化的映射GM(1,2)模型,最后运用所建立的模型对地面沉降的发展态势进行了预测。     

中心逼近式灰色GM(1,1)模型在滑坡变形预测中的应用

黄龙西村滑坡位于甘肃天水,属黄土高势能滑坡,滑体体积3.9105m3,基底为花岗闪长岩。为了提高滑坡灰色GM(1,1)模型的预测精度,采用一种改变背景值的方法--中心逼近式灰色GM(1,1)模型。通过黄龙西村滑坡实例验证分析,结果表明中心逼近式灰色GM(1,1)模型的预测值与该滑坡实际监测值十分接近,且其残差平方和及平均误差百分比明显比传统灰色GM(1,1)模型的残差平方和及平均误差百分比小,具有较高的预测精度。同时,可通过调整模型中参数m的取值,使中心逼近式灰色GM(1,1)模型具有更高的预测精度。经计算,当m=6时,中心逼近式灰色GM(1,1)模型的预测精度比传统灰色GM(1,1)模型提高了5.34%。     

西北地区高填方地基沉降的预测模型研究及分析

沉降变形一直都是困扰填方工程的关键问题,原始地基中存在的湿陷性黄土与粉质黏土会导致沉降增大以及不均匀沉降等现象的发生.因此,做好工程的沉降监测和工后预测,对于保障高填方地基的稳定性至关重要.笔者以西北某机场迁建工程中高填方沉降监测数据作为依据,分别应用双曲线、对数和指数拟合曲线对填方地基的沉降进行预测、分析与对比,总结...     

pGM(1,1)灰色预测模型及其应用

分析了pGM(1,1)模型在背景取值上的不足，给出了一种基于权的pGM(1,1)模型，并用该模型进行了实际的变形预测。     

天津滨海新区地面沉降趋势预测

地面沉降是我国主要的地质灾害之一,评价和预测地面沉降的发展趋势十分必要。本文引入实测沉降数学模型中的双曲线型沉降模型、指数型沉降模型和成长曲线型沉降模型,结合钻孔全断面分布式精细化监测系统获取地表以下不同层位连续的变形情况,建立了基于分布式光纤监测地层变形数据的地面沉降预测模型,可精细化实现地面沉降潜力评价。以天津市滨海新区G06光纤监测钻孔结果为例,对比了3种沉降模型的预测效果,结果表明：天津滨海地区地面沉降曲线呈现非线性衰减特征,2017年10月至2019年12月,累计沉降量已达52.4 mm,预计极限沉降量约为92.6 mm,仍有约43.4%的沉降潜力,沉降空间较大,并预计将于2050年进入沉降稳定阶段。该地区3.4~18.4 m的黏土质粉砂和粉细砂层当前沉降量较大,是目前地面沉降的主要层位,即“优势层”;18.4~38.4 m的粉质黏土和黏土质粉砂层虽当前沉降量较小但其剩余沉降量较大且沉降持续时间较长,需长期重点关注其沉降变形情况,是后期监测的“优先层”。