沉降监测中几种预测模型的建立总结

如何进行地表沉降监测数据分析与预测地表沉降是指由于地下水开采、地下排水、地下工程施工等原因引起的地表或地质体的下沉现象。

在城市化进程中，随着城市建设规模的扩大，地表沉降的问题越来越突出。

因此，进行地表沉降监测数据分析与预测，对于保障城市建设的安全和可持续发展具有重要意义。

本文将从数据收集、数据分析和预测模型建立三个方面进行探讨。

一、数据收集进行地表沉降监测数据的分析与预测，首先要收集相关的监测数据。

通常，地表沉降监测数据可以通过地面测量、遥感技术、卫星测量等多种手段获取。

其中，地面测量是常用的方法之一，包括全站仪、GPS等测量仪器。

此外，地表沉降的监测数据还可以通过地下水位观测井、沉降观测点等进行采集。

数据收集的过程中需要注意数据的准确性和完整性，确保数据的可靠性。

二、数据分析在进行地表沉降监测数据分析时，首先要进行数据的处理与清洗。

数据的处理包括数据缺失值的填充、异常值的排除等，以确保数据的完整性和准确性。

然后，可以利用统计学方法对数据进行分析，如计算数据的平均值、方差、标准差等，从中得到数据的特征和趋势。

此外，还可以使用地统计分析方法，探索数据的空间分布特点。

例如，通过空间插值方法将有限的监测点的数据推算到整个区域上，以获取更为全面的数据分析结果。

三、预测模型建立为了进行地表沉降的预测，可以根据历史的监测数据建立预测模型。

根据不同的情况，可以选择合适的模型，如趋势分析模型、回归模型等。

其中，趋势分析模型可以用来描述地表沉降的发展趋势，通过对历史数据的分析，可以预测未来一段时间内地表沉降的变化情况。

回归模型可以用来研究地表沉降与相关因素（如地下水开采量、地下排水量等）之间的关系，从而预测未来地表沉降的可能变化。

在进行地表沉降监测数据分析与预测时，还需要考虑一些其他因素。

首先，要考虑数据的时间尺度，根据具体情况选择合适的时间尺度进行分析与预测。

其次，要考虑地表沉降与其他地质灾害（如地震、地裂缝等）的关系，以综合考虑地质灾害的整体风险。

地表沉降是指地表在一定时间内因地下水开采、地下开挖、地质活动等原因而发生的形变和沉降现象。

地表沉降不仅会对城市基础设施和建筑物造成影响，还可能引发地质灾害和环境问题。

为了准确监测和评估地表沉降的情况，科学家们提出了多种测量方法，其中三角形法、抛物线法和指数法是比较常用的方法。

下面将分别介绍这三种方法的原理和应用。

一、三角形法三角形法是通过建立控制网，利用连续多期的地面形变数据，采用三角化方法对地表沉降进行监测和分析的一种方法。

其原理简单，操作容易，适用于监测小范围区域的地表沉降情况。

使用三角形法测量地表沉降的步骤如下：1. 建立监测控制网，确定监测点及其位置，设置监测仪器；2. 进行连续多期的地面形变数据采集，获取各监测点的坐标变化；3. 利用三角化原理，对采集到的数据进行计算和分析，得出地表沉降的情况。

二、抛物线法抛物线法是一种基于测量点之间水平位移的测量方法，通过对地表监测点的相对位置进行测量，并根据监测点位置的变化曲线来判断地表沉降的情况。

抛物线法适用于大范围地表沉降的监测，其测量步骤如下：1. 布设监测点，确定监测仪器的位置；2. 进行连续的水平位移测量，获取监测点相对位置的变化；3. 通过对监测点位置变化曲线的分析，判断地表是否发生沉降以及沉降的速率和幅度。

三、指数法指数法是一种基于指数函数的地表沉降监测方法，通过对地表监测点的沉降变化进行指数函数拟合，来分析地表沉降的发展趋势和变化速率。

指数法适用于长期和大范围地表沉降的监测，其测量步骤如下：1. 布设监测点，确定监测仪器的位置；2. 对监测点进行连续的沉降变化测量，获取地表沉降数据；3. 利用指数函数进行数据拟合和分析，得出地表沉降的指数趋势和变化速率，并预测未来的沉降情况。

总结：三角形法、抛物线法和指数法是常用的地表沉降监测方法，它们各自适用于不同情况下地表沉降监测的需求。

在实际应用中，可以根据具体监测的范围和时间要求，选择合适的方法进行地表沉降的监测和分析，以及提前预防和防范地表沉降可能引发的问题。

沉降预测方法图1沉降与时间关系曲线点法推算最终沉降量的公式为:S...fS电-Sq.) -Sfj - Sf2推算任辽时刻沉降量的公式为:S T=S R fl - Ae St J + S^Ae上式中L hi⑴⑵(3)S I{- [1 - A eyp ( n JA exp ( -B（5）指数曲线法122指数曲线法指数曲线法认为路垒的沉降星去与吋间r 的关系 观律为指数曲线⑴。

E1结度理论解的表达式为㈤□二 \ ” 広在‘ (S)在不考虑次固结沉降的情况下.未来1时的沉 降为二血-0( @ " (9)式(9)即为IS 数曲线拟合法的表达式，该式还 可表示为= Jw - (-卫丿" ％( r > 帝)(10)式中 邛为时间电时的沉降量；Hf 丿为时间『时 的沉降虽；露为显终沉降昱：口为彳寺求参数。

对式(10)求导可得(11) 将式C1L)中的沉降速率弋用Jt 近似值岂代替 曲 f|- 41e(10)可变为隔-$ =仏 內W " “代入式(13)(14)ds dr可得Aj£ 式(12)得(12)对式(L?)中取<b = R 「胡则可得Aas \ + b(J = 1, 2, '**, n)(15)□5对于观测资料f 仏曲人仏禺儿仏为丿 得到以亿占为未知量的方程组对式（16）用最小二乘法求解X t 有M 1 MX = yfv.即N ，iZ J JdLh\〔藕J求得耳方后，即可得到式H0）中的-和恥指数曲线法22 1抬数曲线法2(L6)A as \ + b(J= 1, 2, '**, n) (15)□ 5抬数曲线法的基本方程式为取时冋冲55,使e - tl — ft - h fl使尽可能的大，记G 4和时为对应时间的沉降值，即-bf h - 351= “ g -52—』*椀g十左囚53_ S°° -』由以上3式可得b -十山也・肉Af S3 -至此,3个参数全部求出，代入式f 2 ＞即可得到抬数曲线拟合方程。

格 拉 布斯 准 则计 算步 骤如 下 。 （ １ ）首先 计算 平 均值
＝
喜 （ １ ）
方法有其优缺点。本文通过结合某工程的实测沉降数据，分别用 回归分析中的对数 曲线模型、时间序列模型 （ Ａ Ｒ ）、灰色系统预
测模 型 （ Ｇ Ｍ ）对 其 沉 降进 行 了预测 ，并对 建 立起 来 的三 个模 型 进
数据 见表 １ 。 Fra bibliotek切实实现信息化施工 。因此，建立起预测模型 ，以便进行控制
和 检 查 ，对沉 降 监测 是 相 当重要 的 。 目前 ，用 于变 形 监测 的预 报 模 型 主要 有 回 归分析 模 型 、时 间序 列模 型 （ Ａ Ｒ ）、灰 色系 统 预测 模型 （ Ｇ Ｍ ）、Ｋ ａ ｌ ｍ ａ ｚ ￣ 滤 波模 型和 人工 神 经 网络模 型 等 ，各 种 预测
＝
就 是 把 实 测 沉 降
ｍ ６＇ ８
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９
ｌ ０
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历 时 曲 线 看 成 是 沉 降 随 时 间 缓 慢 增 加 的对 数 曲线 ，
ｚ
ＯＡＯ
∑ ’ ， （ ｉ ＝ ｌ ， ２ ， ３ ＇ 一－ ）
（ ８ ）
（ ９ ）
（ ２ ）利 用此 新序 列 生成 紧邻 均值 生成 序 列 ｚ （ ） 。
补救措施 ，确保施工过程的稳定安全，减少和避免不必要的损失
。
接近正态样本异常值的一种判别方法 。下面 以某工程 中特 征点
ｗ １ ３ ７ 沉 降 数 据 为
例 ，采 用 格 拉 布
表１ 沉降监测结果
哗 量Ｃ ｎ ｙ ｎ 期缸 茸 量
在 工 程 中 ，通 过对 资料 的研 究和 分 析 ，确 定监 测 项 目及 监测

地基沉降的数值模拟与监测方法地基沉降是建筑工程中常见的问题，它会对建筑物的结构稳定性和使用寿命产生重大影响。

因此，数值模拟和监测地基沉降的方法变得至关重要。

本文将就地基沉降的数值模拟和监测方法展开探讨。

首先，地基沉降的数值模拟是预测地基沉降的一种有效手段。

数值模拟可以通过建立地基沉降的数学模型，模拟目标地区土壤的变形和沉降过程。

目前使用最广泛的数值模拟方法是有限元法。

有限元法将土壤和建筑物等复杂结构划分成一个个小单元，通过求解各个单元的力学方程，得出土壤和建筑物的位移和应力分布。

这种方法可以较为准确地预测地基沉降的程度和变形趋势。

同时，有限元法还可以根据不同的土壤条件和负荷情况进行参数敏感性分析，帮助工程师确定合适的地基处理和建筑物设计方案。

然而，数值模拟只是一种理论推导，为了验证数值模拟方法的准确性，我们还需要监测实际的地基沉降情况。

地基沉降的监测方法多种多样，常用的有经验法、测量方法和遥感技术。

其中，经验法是依靠历史数据和专家经验来判断地基沉降的程度和变化趋势。

这种方法在工程实践中比较常用，但由于受限于经验和数据的局限性，其结果可能不够准确。

测量方法是较为常用的地基沉降监测方法，通过在建筑物周围设置测点，利用测量仪器测量地表和建筑物的沉降量。

常用的测量仪器有水平仪、水准仪和全站仪等。

测量方法能够实时监测地基沉降的情况，提供直观的数据支持，但需要考虑安装测点的数量和位置以及测量误差等因素。

除了传统的测量方法，现代遥感技术也为地基沉降的监测提供了新的解决方案。

遥感技术利用航空摄影、卫星影像和高精度测绘数据等手段，通过比对同一地区的不同时期的影像，分析地表的沉降情况。

这种方法具有和测量方法相比更广阔的监测范围和更低的成本，但由于受限于分辨率和数据获取的难度等因素，其准确性仍有待提高。

综上所述，地基沉降的数值模拟和监测方法是解决地基沉降问题的重要手段。

数值模拟通过建立数学模型预测地基沉降，可以为工程师提供设计和处理建议。

地下工程沉降监测与预测模型研究与应用地下工程沉降监测与预测模型的研究与应用综述地下工程沉降是由于地下开挖或地下水开采等活动引起的地表下陷现象。

地下工程沉降不仅会对地下工程的安全和稳定性造成影响，还可能导致地表建筑物的破坏。

因此，对地下工程沉降进行监测和预测具有重要意义。

本文将介绍地下工程沉降监测与预测模型的研究与应用。

1.地下工程沉降监测技术地下工程沉降监测技术主要包括测地水准法、全站仪法、GNSS(Global Navigation Satellite System)定位技术、遥感技术和地下水位监测等。

测地水准法是通过测量水准点的高程变化来监测地面沉降。

全站仪法是通过测量不同时间地面上任意点的坐标变化来监测地面沉降。

GNSS定位技术是通过卫星信号测量来获取地面位移信息，精度较高。

遥感技术利用航空或卫星遥感图像来监测地面沉降，具有较广的应用范围。

地下水位监测是通过监测地下水位的变化来推测地下水开采对地面沉降的影响。

2.地下工程沉降预测模型地下工程沉降预测模型可以分为经验模型和数值模型两种类型。

（1）经验模型经验模型是基于历史沉降数据建立的模型，具有简单快速的优点。

常用的经验模型有贝尔维兹公式、迪利兹公式和孟凡贝尔公式等。

这些经验模型建立在地下工程施工后的地面沉降数据上，适用于相似地质条件的地区。

但是，经验模型忽视了地下条件的差异性，易受到人工因素的影响，预测精度有限。

（2）数值模型数值模型是基于数值计算方法建立的模型，通过模拟地下工程开挖过程和界面滑移来进行沉降预测。

数值模型可以分为有限元模型和边界元模型。

有限元模型是将地下工程土体划分为离散的有限元单元，通过求解应变位移方程来计算地表沉降。

边界元模型是将地下工程土体划分为离散的边界元单元，通过求解边界元位移方程来计算地表沉降。

数值模型适用于复杂地质条件和复杂工程结构的地区，但需要大量的输入参数和较长的计算时间。

3.地下工程沉降监测与预测模型的应用地下工程沉降监测与预测模型在地下工程建设和地表建筑物保护中具有重要的应用价值。

地面沉降预测参数的变化规律与计算方法地面沉降预测参数的变化规律与计算方法取决于许多因素，例如土壤
类型、覆盖层、地下水位、地下结构和施工过程等。

以下是一些常用的预
测参数及其变化规律和计算方法：
1.土层压缩系数：土层压缩系数是衡量土壤固结性质的重要参数，它
反映土壤吸力的变化情况。

在地下工程施工过程中，土层压缩系数会随着
孔隙水压力的变化而变化。

计算方法一般是基于现场试验数据和监测数据
进行回归分析。

2.现场沉降观测数据：现场沉降观测数据是预测地面沉降的最直接的
依据。

根据现场监测数据，可以使用数学模型，如反演法和填充式沉降计
算法等，进行预测，以便及时采取相应的措施来控制地面沉降的发展情况。

3.土体孔缝比：土体孔缝比是衡量土壤含水量变化对固结影响的重要
参数。

在地下工程施工过程中，孔缝比会随着施工工序的不同而变化。

一
般来说，当土体孔缝比增大时，土壤固结性也会增强。

4.地下水位：地下水位是影响地面沉降的一项重要因素。

在地下施工
过程中，地下水位的变化会导致底部土层的固结和沉降。

地下水位的计算
方法一般是基于水位监测数据进行回归分析和预测。

综上所述，地面沉降预测参数的变化规律和计算方法需要综合考虑多
种因素，以便提高预测的准确性和可靠性。

ｋ ，， ， （５ 一１２… ｎ １）
＋１ｐ ／
（） ３
１ ２ 指 数 曲线 法 ．
（ ６ １）
根据 固结理论 ， 固结 度理 论解 可 以用 下 面 的普 遍 表达 式表
示 ［ 。 ］
Ｙ ＝Ｅｌ（）ｘ ３ ， ｘ ｎ］ Ｎ ｘ ２ ，｛（）…，ｃ （） 。 。 。
一
果。
关键 词 ： 双曲线法 ； 指数 曲线法 ； 色预 测法 ； 测 ； 灰 预 高路堤 沉降
随着高速公路建设的飞速发展 ， 高填方路堤大量出现。由于
高速公路技术标 准高 ， 加上 各种 理论 计算 方 法 本身 的局 限性 和 沿线工程地 质条 件的 复杂性 ， 因此 根据前 期 实 测沉 降 资料 预测 后期沉 降就 显得非 常重要 。 目 ， 前 根据前 期实测沉降资料预 测高 路堤沉降 的方法很 多 ， 曲线法 、 如双 指数 曲线法 和灰 色预测法等 。
进 行建模分析 ， 实测沉降 曲线和拟 合 曲线如 图 １和 图 ２所示 ， 全
的大 ， Ｓ， ２ Ｓ为对应 时间的沉降值 ， 记 １ Ｓ和 ３ 即
Ｓ Ｓ ｍ ｉ 一 一 ｌ 口２ ｅ （） ７
部数 据的分析计算 由笔者编 制的 Ｍａｌ 程序完成 。 ｔｂ ａ
一 一 Ｒ － ２ ｅ １ ￣
３Ｏ ０
３５ ０
图 Ｊ 监测点 １ 的模型拟台曲线与 实测 曲线对 比图
３０ Ｏ
２７５
２５ ０ ２ ００ ３ＯＯ
４ ｏｏ
图 ２ 监 测点 ２ 的模型拟台 曲线与实测曲线对 比图
维普资讯
总第 １０ ２ 期
２０ 年 第 ４期 ０６
西部探矿 工程
Ｗ ＥＳ — ＣＨ Ｉ Ｔ ＮＡ ＸＰ Ｅ ＬＯＲＡＴＩ） Ｅ （Ｎ ＮＧＩ ＥＲＩ ＮＥ ＮＧ

地面沉降趋势的预测
地面沉降趋势的预测是通过对地质、人为活动以及地面监测数据的分析和预测模型的建立而得出的。

以下是一些常见的预测方法和因素：
1. 地质调查和测量：对地下岩层和土壤进行详细的地质调查和测量，了解地层的结构和性质，以及可能导致沉降的地质因素。

2. 遥感技术：使用卫星遥感图像和高精度激光雷达等技术，对地面形态和变化进行监测和分析，以了解地表沉降的变化趋势。

3. 地下水抽取和补给：过量的地下水抽取和不合理的补给可以导致地下水位变化，进而引起地面沉降。

因此，监测地下水位和控制地下水开采和补给是预测地面沉降的重要因素。

4. 数据模型和数值模拟：根据地质和地下水数据，使用数学模型和数值模拟方法，对地面沉降进行预测和模拟。

5. 监测和实时数据：建立地面监测系统，监测地面变形和沉降情况，及时提供数据支持，对地面沉降趋势进行实时监测。

需要注意的是，地面沉降是一个复杂的过程，受到多种因素的影响，如地质条件、水文地质条件、岩土工程等。

因此，预测地面沉降趋势需要综合考虑多个因素，
建立多因素的预测模型。

应设置在满载以后 ， 为 ｔ Ｓ 时刻的地基沉降。按式（） ３作线性拟合 求得待定参数 ａｂ ， ，后 按式（） ４推算地基的最终沉降量 —
Ｓ －。 ｓ ＋ １ｂ ｔ 。＝ １ ／ （） ４
３ 工程 实例 及分 析
某市政道路位于滨海滩涂 ， 现状场地标高约 ２ ７ 地基土 ． ｍ， 层 自上而下依次为 ： 人工 吹填淤泥层 （ 已沉积约 １ Ｏ年）厚 度约 ， ２ ７ 淤 泥层 ， 度约 ５ ９ｍ； 层 ， ． ｍ； 厚 ． 砂 厚度 约 ２ １ｍ； 卧淤 泥 ． 下 层， 厚度约 １８ｍ； ． 再往 下 为亚粘 土层 。淤泥层 土 的主要 物理 力学 指标 为 ： 含水率 ６ ． ％， 隙 比 １ ８ ， ２５ 孔 ． ７ 密度 １ ． ＫＮ ｒａ ６ ２ ／ｎ ，
ｓ ｎ ｕ ｅ ｏ ｇＺ ｍ ｉ
（ｉｏ ｙ ｒ ｕｅｕ１ ｏ ａ ｙＬｍｉ ｄ ３ ０ １ ） Ｓｎ ｈ ｄｏＢ ｒａ Ｃ ｍｐｎ ｉ ｔ ５ ０４ ６ ｅ
Ａｂｓｒ ｃ ：ｎｔ ｉ ａ ｅ ， ｏ ｄ Ｓｇ ｏ ｎ ｅ ｔ ｍｅ ｔ ｓｐ ｅ ｉｔｄｒｓ ｅｔｖ ｌ ｙＨ ｙ ｅｂ ｌ ｅｈ ｄａ ｄ Ａｓ ｏ ａｍｅｈ ｄ ｔａ ｔ Ｉ ｈ ｓｐ ｐ ｒ ａｒ ａ ｒ ｕ ｄｓ ｔｌ ｎ ｒｄｃｅ ｅ ｐ ｃｉｅｙｂ ｐ ｒ ｏｉ ｍ ｔｏ ｎ ａ ｋ ｔｏ ．Ｖａ ｉｕ ｅ ｗａ ｃ ｒ ｓ ｏ
固结压缩 系数 ａ 一 １４ ａ 固结压 缩模 量 ２ １ ＭＰ ， 聚 ｖ ． ＭＰ ～， ．２ ａ粘
力 ６ ９ Ｐ ， 摩擦 角 ２ ３。 ．ｋ ａ内 ．。
２ 浅 冈法 、 曲线法 简介 双
（ ） 冈 法 １浅
浅冈法在一维垂直固结方程的基础上 ， 推导出线性拟合方程

沉降监测中几种预测模型的建立作者：欧阳红星欧为林来源：《国土资源导刊》2013年第10期摘要：通过现场监测及时掌握工程进展状况和环境变化，对工程的安全稳定具有十分重要的意义，尤其是沉降监测的实时处理与预警。

本文结合某工程实际沉降监测数据建立起了几种预测模型，并对其发展趋势进行了预测。

关键词：监测；沉降；预测；模型1 引言随着建筑行业的发展，各种工程建筑的规模越来越大，对工程的精密控制要求也越来越高，因为一旦发生某种疏忽，对工程的打击将是致命的。

为了及时发现工程中的不稳定因素，我们必须实时了解周边土体以及建筑物的沉降变化，以便及时采取补救措施，确保施工过程的稳定安全，减少和避免不必要的损失[1]。

在工程中，通过对资料的研究和分析，确定监测项目及监测实施方法，并建立相应预测模型，通过将监测数据与预测值作比较，既可以判断上一步施工工艺和施工参数是否符合或达到预期要求，同时又能实现对下一步的施工工艺和施工进度控制，从而切实实现信息化施工[2]。

因此，建立起预测模型，以便进行控制和检查，对沉降监测是相当重要的。

目前，用于变形监测的预报模型主要有回归分析模型、时间序列模型（AR）、灰色系统预测模型（GM）、Kalman滤波模型和人工神经网络模型等，各种预测方法有其优缺点。

本文通过结合某工程的实测沉降数据，分别用回归分析中的对数曲线模型、时间序列模型（AR）、灰色系统预测模型（GM）对其沉降进行了预测，并对建立起来的三个模型进行了精度分析与比较。

2 监测数据处理在监测施工中，由于观测设备各种故障或人为读数误差，观测数据中往往会混入一些无效数据，这些数据不能客观地反映出变化情况。

因此，为避免错误的发生，在数据分析前，最好先进行粗差的检测和剔除。

如果一组观测值若混有粗差值而没有被剔除，则将影响最后分析预测结果。

为了得到精度更高的结果，我们必须对观测值进行正确的取舍，剔除观测数据中的粗差。

一般的数据取舍原则有莱依达原则、格拉布斯准则、t检验准则、肖维勒准则以及狄克逊准则等[3]。

装配式建筑施工中的沉降监测与预测一、引言随着社会发展和人们对于建筑质量与效率的需求增加，装配式建筑在现代建设领域得到广泛应用。

然而，由于地基条件的复杂性和装配式建筑的特殊性，沉降问题成为了装配式建筑施工中需要重点关注的一个方面。

本文将探讨装配式建筑施工中沉降监测与预测的方法和重要性。

二、沉降监测技术1.传统监测方法传统的沉降监测方法包括经验法、水平仪法和管形计法。

经验法主要是通过对历史资料进行分析来估计土壤沉降情况；水平仪法则是利用水平仪检测标志物表面的相对位置变化；管形计法则是将管形计埋入地下观测土壤竖向位移。

这些方法都存在一定的局限性，无法提供准确且实时的沉降数据。

2.现代监测技术现代科技为沉降监测带来了新的解决方案。

例如，在装配式建筑施工中利用GPS、全站仪和激光扫描仪等高精度测量设备进行实时监测。

另外，无人机技术的应用也使得沉降监测变得更加灵活和高效。

三、沉降预测模型1.经验预测法经验预测法是基于历史数据通过数理统计方法建立的模型，可以根据这些历史资料对未来土地沉降进行估计。

然而，由于装配式建筑施工中地基条件的多样性，并不能简单地通过过去的数据来推断未来的沉降情况。

2.数值模拟法数值模拟法则是利用有限元分析等方法，在计算机上对土壤和建筑物的相互作用进行模拟。

这种方法可以考虑到地基条件、载荷情况以及结构特点等因素，从而提供较为准确的预测结果。

但需要注意的是，该方法也需要依赖一定数量的现场监测数据进行验证。

四、沉降监测与预测在装配式建筑施工中的重要性1.保证安全性沉降问题是影响装配式建筑安全性的重要因素之一。

通过及时监测并合理预测沉降情况，可以及时采取措施来确保建筑物在施工、使用和维护阶段的安全性。

2.提高建筑质量装配式建筑在设计和生产过程中需要考虑到土壤沉降对结构稳定性的影响。

通过监测和预测沉降情况，可以及时发现问题并对设计进行调整，从而提高装配式建筑的质量。

3.优化施工进度沉降监测与预测可以帮助施工方合理安排工期和进度。

也叫三点法。 - βt - βt 公式是 S t = S dα e + S （1 - α e ） 上面有S 、 S d、 α 、 β 四个未知量。在实测初期 沉降-时间曲线上选取三点（t1，S1），（t2，S2），（t3，S3），并 使t3-t2=t2-t1
将三点代入上式，可求出未知参数。（α采用理论或经验值）
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3抛物线法
公式是
S = a (lg t ) 2 + b lg t + c
做出S-lgt曲线即可求 出a、b、c
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4指数曲线法
指数法方程式 S t = 1 − Ae − Bt S m 材料上说A、B的求法和双曲线法一致。 我感觉和三点法一致。
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5沉降速率法
方程为 S ∞ = mS c 在恒载条件下沉降速率为 S t = AS c e − β t 通过lnSt和t的数据进行线性回归分析。 求出A、Sc、和 β Pt U t = 1 − αe − β t 又 S t = [(m − 1) P + U t ]Sc 0 可求得各级荷载的m。
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通过这些方法在项目数据上的运用，了解 到得出的一些数据也有很大不确定性，还 有很多细节要处理。
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谢谢大家 Thanks for your attention
地基沉降预测的几种简单方法
这五种方法包括： 1双曲线法 2固结度对数配合法 3பைடு நூலகம்物线法
4指数曲线法 5沉降速率法
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1双曲线法
双曲线方程为St=S0+ a + bt Sf=S0+
t
1 b
第一个公式可变成
t = a +bt St - S0
可做出 值。

科技资讯2015 NO.26SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION工 程 技 术35科技资讯 SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION 近年来我国经济高速发展,城市化进程加快,建筑物特别是高层建筑的不均匀沉降带来的影响以及危害越来越大,引起了各界的关注。

在建筑物自重及其负载的作用下,或着是经地表水侵蚀、地下水位的变化、地震等其它多种因素的共同影响,地基将发生不均匀沉降。

因地基不均匀沉降使建筑物离开初始位置,垂直向下移动的现象就叫做建筑物沉降。

由于来自各种外界因素的影响,建筑物地基的沉降必然是不均匀的,而建筑地基不均匀沉降将引起建筑结构倾斜,或者导致墙体开裂甚至破坏,这是引起建筑物事故的最主要原因。

地基不均匀沉降对建筑物产生很大危害,会引起房屋墙体开裂,然后导致房屋结构整体或者局部倾斜甚至倒塌,威胁到房屋的正常使用以及居民的生命财产安全。

因此,深入研究建筑物的不均匀沉降问题,针对不同地基条件、不同结构的建筑物,找出最优化的监测方案和最准确的预测模型并能准确预测,具有重要的工程应用价值和学术意义。

1 沉降原因及危害分析很多建筑物在施工使用过程中都会出现不均匀沉降,这是很常见的现象,分析产生沉降的原因,主要是以下几种:(1)地基不均匀冻胀引起裂缝;(2)地基的不均匀沉降引起裂缝;(3)地震引起裂缝;(4)温差影响产生裂缝等。

有研究表明,在砌体结构和混凝土结构的建筑物事故中,地基的不均匀沉降导致的裂缝占有很高的比①作者简介:谭超(1989,1—),男,汉,湖北秭归人,在读研究生,研究方向:GIS、GPS应用。

DOI:10.16661/ki.1672-3791.2015.26.035建筑物沉降原因及预测模型分析①谭超(西北大学城市与环境学院 陕西西安 710127)摘 要:经过深入总结高层建筑物沉降的原因,了解到地基不均匀沉降的危害,得出地基不均匀沉降主要是有来自地质勘察报告的精度低、真实性不高的原因或者是来自设计、施工方面存在问题的原因;其危害主要表现在导致建筑物倾斜,建筑物严重下沉,建筑物墙体开裂三个方面。

模型精度等级
均方差比值
小误差概率卫
1级（好）
CW0.35
0.95 Wp
2级（合格）
0.35VCW0.5
0.80^p<0.95
3级（勉强合格） 4级（不合格）
0.5VCW0.65 0.65VC
0.70
0.80
j»<0.70
3实例分析
上海市东海大桥海堤段於2006年11月取初 始值，在2007年3月26日开始每月进行定期测 量。工程测量范围为上海市东海大桥海堤段 K27+579-K29+387,长约1.8km。本工程测量路线 按3条线路进行观测，其中1#和3#线监测点分 别布置在道路A、B线应急车道,2#线监测点布置 在道路A线中央隔离带位置，监测点间距一般为 50 m左右,共布设93个观测点。海堤段沉降监测 点布设示意图见图lo
2模型分析
2.1 GM（1,1 ）模型
设有等时原始观测数据序列：
收稿日期:2019-03-05 作者简介:黄志文（1983-）,男，大学本科,工程师,从事 工程检测工作。
^0）（^ ）^0,k-l ,2, ,n
（1）
对刘心）作一次累加,得到新序列：
（2）
X "4）的GM（ 1,1 ）的白化形式的微分方程巾为:
城市道桥与防洪
成果应用265
2.2沉降-时间模型
一般来说，在软土上建（构）筑物的沉降与时 间不是线性关系，地基基础人员一般采用下述几 种曲线去描述S_T过程（沉降-时间关系严。 双曲线：
訐a+6 x卡
(9)
指数曲线：
無函数曲线：
S=axeb/T
(10)
S=a x Tb
(11)

沉降预测方法三点法指数曲线法1指数曲线法2对数曲线法双曲线法3扩展双曲线法曲线拟合法工程中常用的拟合曲线有双曲线形式、指数形式、星野法和对数双曲线（三点法）形式等。

其中以三点法最简单，根据固结理论，只需要知道最大恒载时段内的3个等时间间隔内的沉降观测数据即可推算出最终沉降量和任意时刻的沉降量。

严格来说，三点法应该称为半经验公式，由于使用的数据量太少，因而不可避免地使所得结果较为粗糙，实际应用中也很少单独使用。

其他3种模型可以有效地提取出实测沉降序列的信息，特别是双曲线模型，由于可以方便地转化为对直线的最小二乘拟合，且拟合效果较好，待定参数少且其易于确定，表示的沉降发展规律与许多实际工程相符合，相对指数曲线模型和星野法模型更为简单易行，因此广泛应用于实际工程中。

双曲线法双曲线法假设路堤在进入预压期后实测沉降过程线按双曲线变化，其基本方程式如下[53]：()000t t b a t t S S t -+-+= （0-1）式中，t S 为t 时刻的沉降量；0S 为预压期任意0t 时刻的沉降量；a 、b 为待定系数。

沉降量图 0-1 沉降预测示意图式7-1可变化为：()00t t b a S S t t t -+=-- （0-2）a 和b 分别为()()o t S S t t --/0～()o t t -关系图上的截距和斜率，其值可通过线性回归方程求出，也可用图解法直接求得，求得a 和b 后则可以预测今后任意时刻沉降量t S ，最终沉降量b S S /10+=∞ （0-3）星野法日本的星野法[54]在京津唐高等级公路中曾有应用。

星野根据现场实测值证明了总沉降（包括剪切应变的沉降在内）是与时间的平方根成正比：()02001t t K t t AK S S t -+-+= （0-4）式中，t S 、0S 分别为t 时刻对应的沉降量和假定的瞬时沉降量；0t 为假定瞬时沉降对应的时间；A ，K 均为待定参数。

填土高度沉降量图 0-2 S ～t 关系模式图上式可变形为：)(11)()(0222200t t A K A S S t t -+=-- （0-5）式中，()22/1K A 和2/1A 分别为()()20/o S S t t --～()o t t -关系图上直线的截距和斜率，系数A 和K 可以通过图解法求出。

城市沉降监测分析及预测研究目的：近年来，随着城市地下水被开发利用，大量地下水被抽取，久而久之将引起地表沉降。

本文阐述地下水位变化、孔隙水压力变化和地面荷载变化对地面沉降的影响，分析这些因素的影响机理；应用回归分析原理，建立地面沉降监测计算模型，并结合实例，分析验证该模型，为城市取水井的数量和密度布设提供科学依据，对城市区域、交通干线地面沉降的预测及减灾、防灾具有重要意义。

研究结论：沉降监测计算模型直接影响地面沉降计算结果：基于地下水位、孔隙水压力和荷载与地面沉降的关系，应用逐步回归分析原理建立的地面沉降计算模型，适合城市区域及交通干线地面沉降的预测计算。

标签：地面沉降；回归分析；计算模型；拟合近年来，随着城市地下水被开发利用，大量地下水被抽取，久而久之将引起地表沉降。

地下水抽取引起的地面沉降生成缓慢、持续时问长、影响范围广、成因机制复杂和防治难度大，对沉降区的生态环境、交通干线、基础设施将产生严重的影响。

地面沉降涉及经济、环境、资源和社会等多个方面，已成为2l世纪国内外发展中城市的主要地质灾害，也是目前亟待解决的问题。

科学、准确、及时地分析和预测城市区域、交通干线地面沉降状况，需要建立适合城市区域、交通干线的监测计算模型。

沉降监测计算模型的研究是城市区域、交通干线地面沉降监测研究的重要内容之一，计算模型的优劣对城市区域、交通干线地面沉降的预测及减灾、防灾具有重要意义。

1 地表沉降因素分析地面沉降具有多种起因，各因素对沉降的作用互不相同，且主导因素会随着时问的推移而相应的改变。

各种成因彼此之间是相互联系、相互制约的关系。

一般把引起地面沉降的影响因素分为两大类：自然因素和人为因素。

其中自然因素包括地壳运动、海平面上升、地震等自然作用；人为因素主要包括过量开采地下水及其他流体、地面荷载和地下空间利用等。

1.1 水位变化对地面沉降的影响。

从地面沉降的综合分析来看，地下水位的变化是导致地而沉降的主要原因之一。