灰色模型改进及其局部受载边坡稳定性预测应用研究

• 作 者: 杨星宇
• 出 处: 长江科学院
• 发表日期: 2018年01期
• 关键词: 灰色系统理论 灰色预测模型改进 灰色欧几里德关联度模型改进 局部受载边坡 边坡稳定性

灰色系统理论的主要研究对象是系统或事件具有模糊、不确定性,或“部分已知、部分未知”,而边坡稳定性问题也存在较多不确定的因素,因此边坡稳定性分析很符合灰色系统研究范畴。本文利用改进的灰色模型研究受载边坡的稳定性,首先分析了传统的灰色预测模型和灰色关联分析模型的不足,为提高灰色预测模型的预测精度和减少灰色关联分析中数据序列的波动性,提出相应改进的模型,然后利用改进的灰色预测模型分析隧道锚边坡岩体的承载裕度和改进的灰色欧几里德关联度模型分析局部受载边坡的稳定性。具体成果如下:(1)影响灰色预测模型的预测精度的因素包括原始数据序列光滑度、背景值和初值,基于这三个因素,提出了利用对数函数变换法可提升初始序列的光滑性的论证,并重新推导了经对数函数变换后模型的背景值。(2)分析了传统灰色关联度模型所存在的缺陷,最明显的缺陷是现有的模型在计算关联度时未能考虑各个关联系数的波动性,为此采用欧几里德贴进度改进灰色关联分析模型来减少关联系数波动产生的影响。(3)采用改进的灰色预测模型对泸定大渡河特大桥隧道锚边坡岩体变形进行预测,建立荷载(P)与变形(S)的灰色预测模型,获取了更加准确的P-S曲线,依据P-S曲线得到了边坡岩体的承载裕度,为边坡岩体局部稳定性评价提供了依据。(4)采用改进的灰色欧几里德关联度模型分析了边坡承受局部荷载后的稳定性,该模型考虑到各个关联系数的波动状况,通过计算得到关联度大小来判断边坡稳定性情况更加符合边坡稳定性的实际情况。综上,改进的灰色模型分析受载边坡稳定性是一种高效的非线性建模工具,改进的模型解决了传统模型所存在的缺陷,进一步增加了边坡稳定性的预测精度,可为受载边坡稳定性评价提供一种直观有效的分析途径。