毕业论文课题相关文献综述

文 献 综 述

1.1建筑物沉降监测研究意义

随着工业与民用建筑业的发展，城市的高层、超高层及多用途建筑物日益增多，工程建筑物的兴建，一方面可以有效缓解土地资源不足与人口不断增长的矛盾，另一方面给城市的发展注入新的活力和内涵。但随着荷载的增加，在地基基础和上部结构的共同作用下，建筑物将发生不均匀沉降，轻者使建筑物产生倾斜或裂缝，影响正常使用，重者将危及建筑物的安全。在城市建设中，由于各种原因，建筑物的变形大多未曾及时预报或得不到有效的控制。为了保证建（构）筑物的正常使用寿命和建（构）筑物的安全性，并为以后的勘察设计施工提供可靠的资料及相应的沉降参数，建（构）筑物沉降观测的必要性和重要性愈加明显。现行规范也规定，高层建筑物、高耸构筑物、重要古建筑物及连续生产设施基础、动力设备基础、滑坡监测等均要进行沉降观测。特别在高层建筑物施工过程中，应用沉降观测加强过程监控，通过定期对高层建筑和重要建筑进行沉降观测，掌握其变形规律，并合理预测变形大小，以便及时采取适当的预防或善后措施指导合理的施工工序，预防在施工过程中出现不均匀沉降，及时反馈信息，为勘察设计施工部门提供详尽的一手资料，避免因沉降原因造成建筑物主体结构的破坏或产生影响结构使用功能的裂缝，造成巨大的经济损失^[1]。同时目前的地基工程事故，主要也是由于变形控制不当而产生的，因此对沉降变形的要求以及地基设计水平的提高都极大地依赖于地基沉降计算监测的准确性^[2]。

1.2国内外的研究现状

20世纪20年代以来，国际上相继发生了圣佛朗西斯美国的马尔巴塞，法国的瓦伊昂特意大利板桥和石漫滩中国等跨坝事件加拿大的魁北克桥和我国重庆彩虹大桥广东韶关特大桥坍塌等事件给相关国家带来了惨重的灾害和巨大的经济损失^[3]。早在上世纪 50年代，我国己经在水电工程中开展大坝安全监测工作，从70年代初开始研究激光准直系统，70年代后期研究真空激光准直系统。建筑物变形监测与预报模型是很丰富的，目前各国专家学者对变形观测数据处理都做了深入的研究，形成了一套较为成熟的理论体系，如回归模型、滤波模型、数据系列模型等。白永峰、魏鸿 (1998年)在研究成昆铁路暴雨泥石流灾害预测时，运用数量化理论的基本原理，首次提出将定性变量分类数量化，与定量变量同时代入回归方程进行预测的方法。梅荣生(1993年)根据滑坡发生的位移量灰色区间，反推滑坡发生的时间，取得了较好的效果。吴子安教授 (1991年)提出了一种回归 时序分析的方法，即利用逐步线性回归后的残差进行时序分析。应用人工神经网络进行变形分析和预报，是近几年变形监测研究的一个方向，目前己有一些初步的应用^[4]。2004年捷克工业大学的 Doc.Ing.Ales Cepek 发表研究论文，讨论了四种电子水准仪工作机理和数据文件存储结构，并公布了电子水准仪记录文件转换成 XML 文件程序的源代码^[5]。目前新奥法是以控制爆破或机械开挖为主要掘进方式，以锚杆、喷射混凝土为主要支护手段，理论计算、现场监控量测和工程经验相结合的一种施工方法^[6]。新奥法在隧道设计和施工中已得到广泛应用，对测量数据的分析，绘制变形速率时间，累计位移量时间曲线，变形速率掌子距离曲线，累计位移量掌子距离曲线，利用非线性回归曲线、变形时态曲线对隧道围岩变化进行拟合，通过统计和分析的方法确定围岩变形稳定状态，及时指导施工，合理调整施工进度、支护参数、施工工艺等 ，从而保证隧道施工的安全、质量和经济^[7]。

1.3 回归分析的内容及在建筑物沉降监测中的应用。

国内外学者在建筑物安全形态的分析及综合评价方面都进行了研究，取得了比较成熟的研究成果。很多高层建筑和地标性建筑都是通过回归分析法进行沉降变形的分析和预测，并取得了较高的预测精度。建筑物变形预测的方法较多，常用的有回归分析、灰色预测^[8]、人工神经网络、指数平滑等方法^[9]。

由于回归分析法具有理论性强，实用价值高，计算简单方便等优点，已广泛应用于科学研究和各类工程实践。使用双曲线模型回归分析进行沉降预测，预测结果与实际测量结果符合精度较好，比较真实地反映了沉降趋势。建筑物的沉降在荷载基本结束后的变形阶段，使用双曲线模型可以较好拟合沉降量与时间的关系^[10]。利用回归分析进行建筑物沉降观测成果分析，所建立的差异沉降模型和累计沉降模型，可以获得满意的沉降预测结果，为建筑物的安全评判、建筑工程的防灾减灾提供有效的方法和可靠的依据。

回归分析是对存在相关关系和依赖关系的变量所进行的定量分析，是常用的统计数据分析手法之一^[11]。回归分析方法利用数理统计的原理，建立不同变量之间相关关系的数学表达式，在工程建筑物的变形分析中，可用回归分析方法建立因变量与自变量(即变形与影响因子)之间的数学关系式，即回归方程。参数y与影响因素x_i(i =1,2,,n)的函数关系为y=f(x₁,x₂,,x_n) ^[12]。根据所建立的回归方程来分析建筑物的变形(沉降、倾斜、水平位移等)，并可利用回归方程式对将来某时刻的位移量进行预报，这对于工程建筑物的安全运行十分必要。

回归分析方法在建筑物沉降监测的实践操作中主要包括多元线性回归，建立多元线性回归方程模型。而逐步回归模型是在多元线性回归模型的基础上，经过检验和计算因子间的相关关系，剔除影响较小的因子，使计算量减少。从而实现多因子监测数据中因子间线性相关问题的解决。同时保证了逐步回归与多元线性回归模型同等精度的要求。因此逐步回归方法可用来分析处理地表沉降监测数据^[13]。