基于分形理论的隧道地表沉降分析及预测

• 作者: 丁少林 刘代国 左昌群 李林森
• 来源期刊: 长江科学院院报
• 学科: 工学
• 关键词: 地表沉降 变形时间序列 分形理论 Hurst指数 分形插值
• 年，卷（期）: 2016,（4）
• 所属期刊栏目: 工程安全与灾害防治
• 页码范围: 51-56
• 页数: 6页
• 分类号: TU94
• 字数: 4300字
• 语种: 中文
• DOI: 10.11988/ckyyb.20150074

摘要

隧道地表沉降变形时间序列是具有分形特征的非线性体系,以狮子山隧道地表沉降监测为研究对象,基于分形理论,使用R/S分析法和V/S分析法计算了累计沉降和沉降速率时间序列的Hurst指数,并评价了地表沉降的稳定性,结合V统计量评价了这2种分析方法的有效性和地表变形的非循环周期;最后,使用分形插值函数与回归函数对地表沉降值进行了预测评价.结果表明,R/S分析法和V/S分析法对分析地表沉降时间序列具有较好的有效性,R/S分析法受短期记忆影响大,计算结果偏于安全,而V/S分析法评价地表变形稳定性更加保守,3个监测点将长期处于稳定状态,且其时间序列的非循环周期约为20d.使用分形插值得到的预测值与实测值间误差较小,且能正确反映变形演化趋势,较传统的回归分析优越,可以为地表沉降预测提供一种参考.