灰色模型在建筑物沉降監測中的應用

2018-03-05 07:40:58趙士華

山西建筑 2018年4期

趙士華

(上海市城市建設工程學校(上海市園林學校)，上海 200232)

0 引言

隨著國民經濟不斷發展，科技水平不斷提高及土地資源日益減少與人口增長之間矛盾日益的突出，高層及超高層建筑物也越來越多。隨之而來的是這些高層及超高建筑物的技術要求和運營管理階段的安全問題也越來越受到人們的關注。由高層及超高層建筑物的沉降引起的變形是最嚴重、最值得關注的問題。而建筑物沉降監測是預防和控制沉降最有力的手段之一，因此加強地質災害的預防管理，堅持高層建筑物的沉降監測與研究，最大可能地減少建筑物沉降事故的發生，這關系到人們生命和財產安全，刻不容緩。所以本人通過對建筑物沉降觀測內容、方法進行研究，利用工程實例，提出了用灰色模型GM(1，1)對沉降數據進行研究分析并對建筑物未來幾天的建筑物變形趨勢進行預報，這對有效的預防由于建筑物沉降問題引起的安全事故是可行的，效果非常好。

1 GM(1，1)模型理論

灰色系統理論是我國學者鄧聚龍先生于1982年創立的，該理論實際上就是通過對原始數據進行分析處理來尋找其變化規律。對灰色系統建立的預測模型稱為灰色模型(Grey Model)，簡稱GM模型，下面以GM(1，1) 模型為例介紹其原理。

設有連續觀測樣本X(0)={X(0)(1),X(0)(2),…,X(0)(n)}，根據這些觀測樣本建立GM(1，1)模型步驟如下：

1)對該觀測樣本X(0)做一次累加生成數據序列X(1),即：

X(1)={X(1)(1),X(1)(2),…,X(1)(n)}

(1)

2)對X(0)進行準光滑性檢驗。

光滑比：

(2)

當ρ(k)<0.5，滿足準光滑條件。

3)檢驗x(1)是否具有指數規律。

4)對式(1)進行一階線性微分，得到下面方程：

(3)

其中,a,u均為待定常數。

[au]T=[BTB]-1BTY

(4)

其中,Y=[X(1)(2),X(1)(3),…,X(1)(n)]T；

。

5)對應的時間響應函數：

(5)

6)預報值計算公式。

對式(5)進行求導之后得到預報值公式：

x(0)(k+1)=x(1)(k+1)-x(1)(k)

(6)

2 實例分析

要對上海某大型高層建筑物變形沉降情況進行監測，依據GB 50007—2002工程測量規范及TGT/T 8—97建筑變形測量規程，規范規定沉降基準點的數目應不少于三個，以便對沉降基準點進行相互檢查，所以本項目在遠離基坑區外圍埋設了4個基準點，為方便變形監測，在施工區附近選擇兩個相對穩定的工作基點，基準點和工作基點的觀測采用德國蔡司Ni007補償式自動安平精密水準儀配合0.5 cm刻劃的因瓦鋼尺進行觀測，觀測方法為往返測。該類儀器屬于DSZ1級，標稱精度為±0.7 mm/km(每千米高差觀測偶然中誤差)。其余各期沉降觀測使用Ni007補償式自動安平精密水準儀進行，觀測方法為單程雙測站方法。為全面反映該建筑物各部位的沉降，共埋設了14個沉降觀測點，點位分布見圖1。