基于幂函数变换的GM(1,1)模型在地铁施工沉降监测中的应用.docx

基于幂函数变换的GM(1,1)模型在地铁施工沉降监测中的应用
随着城市化进程的加快，城市地铁的建设已成为现代城市交通建设的重要组成部分。在地铁施工过程中，由于必要的挖掘和土方工程，地铁周围土层的固有应力会发生变化，从而导致地表沉降。沉降可能对周围建筑物、道路、桥梁等造成不利影响，因此，对地铁施工沉降进行监测和预测显得尤为重要。GM(1,1)模型是一种应用广泛的沉降预测模型，在地铁施工沉降监测中具有较好的应用前景。本文将探讨基于幂函数变换的GM(1,1)模型在地铁施工沉降监测中的应用。
一、GM(1,1)模型简介
GM(1,1)模型是一种基于灰色理论的优化模型，能够有效地处理少量数据、非线性和非平稳的时间序列数据。它采用一系列数学公式和算法模拟人类的分析过程，将原始数据降维处理，进行信息筛选和提取，生成拟合度较高的模型进行预测。在沉降预测中，GM(1,1)模型可以使数据误差较小，具有较强的数据处理能力和模型预测能力。
二、GM(1,1)模型在地铁施工沉降监测中的应用
1.提高监测数据的准确性
在地铁施工中，监测数据的准确性对沉降预测至关重要。为了提高监测数据的准确性，可以运用GM(1,1)模型对监测数据进行进一步处理。对于较大的时间序列数据，GM(1,1)模型可以采用幂函数变换法来转化为线性函数模型，以消除其非线性属性。在进行预测前，可以对数据进行特征提取和降维处理，以消除随机性和提高预测精度。
2.较好地预测地下结构沉降情况
GM(1,1)模型具有高效、简便的优势，在地下结构沉降预测中表现较为出色。其模型可以自适应地进行参数优化和预测，能够较好地捕捉非线性趋势，对于预测较为准确。在地铁施工中，可将GM(1,1)模型运用于监测数据的处理和分析，以及后续沉降预测和补偿效果的评估。
三、实例分析
为检验基于幂函数变换的GM(1,1)模型在地铁施工沉降监测中的应用效果，本文采用上海地铁3号线北段施工为例，探究其沉降监测情况。实例中，采用传感器进行实时监测，记录地表、建筑物的沉降量和变形，进而运用GM(1,1)模型进行数据处理和预测。对于多项式调整幂函数变换法，以S型曲线拟合趋势为例，计算结果表明，该方法可较好地预测施工前后沉降量变化趋势，数据精度较高。
四、结论
基于幂函数变换的GM(1,1)模型在地铁施工沉降监测中具有较好的应用前景。通过对监测数据进行处理，能够提高数据质量和准确性；通过将模型用于沉降预测，可以较好地预测地下结构变形情况。因此，在地铁施工监测和补偿中可应用该模型推进工程进度，减少施工影响，避免不必要的损失。