【正文】 灰色系統(tǒng)理論 回歸分析法盡管是目前國(guó)內(nèi)外廣泛采用的 沉降 物理解釋方法，但在實(shí)際應(yīng)用中它存在如下不足： 由于多元回歸具有 “后驗(yàn) ”的性質(zhì)，它需要累積一定量的 沉降 資料后才能對(duì)建筑物的 沉降 做出預(yù)報(bào) 。解決這類非線性回歸問(wèn)題，一般是通過(guò)變量的代換化為線性回歸問(wèn)題 :即將自變量和因變量進(jìn)行適當(dāng)?shù)淖儞Q，把非線性方程化為線性方程。通常包括回歸方程顯著性檢驗(yàn)和回歸系數(shù)顯著檢驗(yàn)。 在實(shí)際問(wèn)題中，多元線性回歸模型只是我們對(duì)問(wèn)題初步分析所得的一種假設(shè)，故在 求得多元線性回歸方程后，還需對(duì)其進(jìn)行統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)。統(tǒng)計(jì)分析法利用過(guò)去的沉降 觀測(cè)數(shù)據(jù)，因此具有 “后驗(yàn) ”的性質(zhì)。有了這種關(guān)系，就可以對(duì)未來(lái)某種情況下的 沉降 量作出具有一定統(tǒng)計(jì)意義的預(yù)報(bào)，以便采取預(yù)防措施。還希望解決如下的問(wèn)題 : 就分析的實(shí)際問(wèn)題而言， 沉降 量到底與哪類因素相關(guān)、與哪些因素?zé)o關(guān)或關(guān)系不大，相關(guān)程度怎樣 ?解決了這個(gè)問(wèn)題就可以從眾多的因素中找出主要的因素，以便有的放矢地采取措施。如大壩在垂直于壩軸線方向上的位移與水位之間就存在相關(guān)關(guān)系。同時(shí)還要求不同的觀測(cè)數(shù)據(jù)都是獨(dú)立觀測(cè)得到的?；貧w分析就是一種以統(tǒng)計(jì)理論為基礎(chǔ)來(lái)確定這種相關(guān)關(guān)系 (或者說(shuō)使上述趨勢(shì)定量化 )的數(shù)學(xué)方法。例如圓的周長(zhǎng)與直徑的關(guān)系。 多元線性回歸 我們知道，描述自然界事物之間的關(guān)系大致有兩種 :一種是確定性關(guān)系，另一種是相關(guān)性關(guān)系?；炷链髩蔚?沉降 是由水庫(kù)水壓的作用、壩體內(nèi)溫度的變化、建筑材料的蠕變、基礎(chǔ)地 質(zhì)的塑性 沉降 所造成的。 沉降 體的 沉降 往往是由多方面的因素引起的。 沉降物理解釋的方法 沉降 的幾何分析僅對(duì) 沉降 體的形狀和大小的變化作幾何描述，還不能對(duì) 沉降 的原因作出解釋。可以看出，參考點(diǎn)的穩(wěn)定性檢驗(yàn)是至關(guān)重要的。 在 沉降 觀測(cè)中， 沉降 體的位移是相對(duì)于參考點(diǎn)的。參考網(wǎng)測(cè)量的目的是驗(yàn)證參考網(wǎng)本身的穩(wěn)定性。相對(duì)網(wǎng)的所有點(diǎn)都在 沉降 體上，通過(guò)測(cè)量網(wǎng)點(diǎn)之間的相對(duì)移動(dòng)來(lái)確定 沉降 體的幾何 沉降 狀態(tài)。這種由固定基點(diǎn)和 工作基點(diǎn)構(gòu)成的控制網(wǎng)通常稱為 沉降 網(wǎng) (監(jiān)測(cè)網(wǎng) )。 對(duì)于測(cè)點(diǎn)觀測(cè)的 沉降 分析，其主要內(nèi)容是 :繪制有關(guān) 沉降 過(guò)程圖表，描述 沉降 狀態(tài)以及尋找或確定 沉降 與其他因素的關(guān)系。當(dāng) 沉降網(wǎng)內(nèi)含有不同類觀測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)，還要采用平差隨機(jī)模型驗(yàn)后估計(jì)的有關(guān)方法。前者是為 沉降 分析提供可靠的基準(zhǔn)，后者是為了給測(cè)點(diǎn)觀測(cè)的成果加以適當(dāng)?shù)母恼Ｓ捎?沉降 網(wǎng)的觀測(cè)周期、精度及觀測(cè)方法與測(cè)點(diǎn)觀測(cè)完全不同，所以二者的 沉降 分析一般也是分開進(jìn)行的。 作為研究建筑物 沉降 而布設(shè)的 沉降 觀測(cè)系統(tǒng)，一般為固定基點(diǎn) —工作基點(diǎn) —觀測(cè)點(diǎn)的形式。確定函數(shù)模型法則是以彈性理論為基礎(chǔ)，解析地建立形變與物理因素的關(guān)系，和回歸分析法相似，確定函數(shù)法也具有后驗(yàn)的性質(zhì)。過(guò)程曲線圖一般是在同一張圖上同時(shí)繪制形變過(guò)程線和其它物理因素的變化過(guò)程線。例如大壩 沉降 與水位、溫度、地質(zhì)情況等因素的關(guān)系。同時(shí)，也通過(guò)繪制一定的 沉降 圖、黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)論文 26 表來(lái)描述建筑物的運(yùn)營(yíng)狀態(tài)。它要解決的主要問(wèn)題是 :沉降 是否發(fā)生，如果發(fā)生的話，在幾何分析的基礎(chǔ)上，求出 沉降 的速度與加速度。 沉降 分析 沉降 分析的內(nèi)容主要有幾何分析與物理解釋。 沉降 觀測(cè)的目的可以是實(shí)用的，也可以是科研的。在積累了大量觀測(cè)數(shù)據(jù)后，又可以進(jìn)一步找出建筑物沉降 的內(nèi)在原因和規(guī)律，從而修正設(shè)計(jì)的理論和采用的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)。 觀測(cè)資料的分析，亦稱 沉降 分析。 觀測(cè)資料的整理、分析，主要包括以下具體內(nèi)容： 觀測(cè)資料的整理。但是，這些數(shù)據(jù)還難以直接反映出形變的本質(zhì)。更進(jìn)一步講，我們還應(yīng)建立起形變與其它幾何、物理因素之間的關(guān)系，找出 沉降 產(chǎn)生的內(nèi)在機(jī)制和發(fā)展的規(guī)律，以便采取適當(dāng)?shù)拇胧?。要達(dá)到 沉降 觀測(cè)的目的，我們就不能停留在野外觀測(cè)這個(gè)初始階段。通過(guò)對(duì)水準(zhǔn)測(cè)量的原理與操作的介紹，進(jìn)一步 分析了數(shù)字水準(zhǔn)儀的工作原理、讀數(shù)方法及誤差來(lái)源；數(shù)字水準(zhǔn)儀具有讀數(shù)客觀， 精度高，速度快，效率高，儀器重量輕，操作簡(jiǎn)便，減輕作業(yè)員的勞動(dòng)強(qiáng)度，易于實(shí)現(xiàn)測(cè)量?jī)?nèi)外一體化等優(yōu)點(diǎn)， 從而為沉降觀測(cè)提供有力的技術(shù)方法。為了縮短讀數(shù)時(shí)間 (二維相關(guān)時(shí)間 )， NA 系列儀器內(nèi)部設(shè)計(jì)有調(diào)焦移動(dòng)量傳感器，它用來(lái)采集調(diào)焦的移動(dòng)量，由此可以反算出視距，初步可以確定物像比例，對(duì)儀器內(nèi)部參考信號(hào)的 “寬窄 ”進(jìn)行縮放，使其接近探測(cè)器采集到的測(cè)量信號(hào)的 “寬窄 ”，然后再進(jìn)行二維相關(guān)。參考信號(hào)的 “寬窄 ”與視距相對(duì)應(yīng)， “寬窄 ”相同的兩信號(hào)相比較是求視線高的過(guò)程，因此二維相關(guān)中，一維是視距，另一維是視線高。這將會(huì)引起相關(guān)的困難。圖 表示了這種讀數(shù)方法的原理。由式 ()得知 :r 的最小值為 11，這時(shí)有 2048 個(gè)基本碼元信息可以利用。它是周期性的，可以容易地復(fù)制。 雖然隨機(jī)碼具有良好的自相關(guān)特性，但由于它是一種非周期性的序列，不服從任何編碼規(guī)則，所以實(shí)際上無(wú)法復(fù)制和利用。由于碼序列的隨機(jī)性，當(dāng)序列中的碼元數(shù)充分大時(shí)，便有 Au≈Bu，則自相關(guān)系數(shù) R(t)≈ 0。將隨機(jī)碼序列 ul(t)平移 k個(gè)碼元，由此便得到一個(gè)新的隨機(jī)序列 ，設(shè)為 u2(t)。這種碼元幅度的取值，是完全無(wú)規(guī)律的碼序列，通常稱為隨機(jī)碼序列。這些表達(dá)不同信息的二進(jìn)制數(shù)及其組合，便稱為碼，它是一組二進(jìn)制的數(shù)碼序 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)論文 22 列，又可以表達(dá)成以 0 和 1 為幅度的時(shí)間函數(shù)。為便于理解，先介紹一 下有關(guān)偽隨機(jī)碼和相關(guān)的知識(shí)。當(dāng)前數(shù)字水準(zhǔn)儀測(cè)量系統(tǒng)主要有三種原理上相差較大的測(cè)量算法，三種測(cè)量算法與其相應(yīng)的編碼標(biāo)尺的編碼法則相關(guān)聯(lián)。如果使用傳統(tǒng)水準(zhǔn)標(biāo)尺，數(shù)字水準(zhǔn)儀又可以象普通 自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀一樣使用，但是由于其沒(méi)有光學(xué)測(cè)微器，若用作普通自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀使用時(shí)，測(cè)量精度低于電子測(cè)量的精度。各公司標(biāo)尺的編碼方式和電子讀數(shù)求值過(guò)程僅僅是由于專利權(quán)的原因而完全不同。編碼標(biāo)尺用不同寬度的條碼組合來(lái)表征尺面的不同 位置，人工完成照準(zhǔn)及調(diào)焦后，標(biāo)尺條碼一方面被成像在望遠(yuǎn)鏡分劃板上，供目視觀測(cè)，另一方面經(jīng)過(guò)分光鏡的反射又被成像在 CCD 器件上，隨后轉(zhuǎn)化成電信號(hào)，經(jīng)整形后進(jìn)入模數(shù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng) (A/D)，從而輸出數(shù)字信號(hào)送入微處理器進(jìn)行處理和存儲(chǔ)，并將其與內(nèi)存的標(biāo)準(zhǔn)碼 (參考信號(hào) )按一定的方式進(jìn)行比較，即可獲得編碼標(biāo)尺的高程讀數(shù)。從世界上第一臺(tái)數(shù)字水準(zhǔn)儀 NA2020 到當(dāng)今精度最高的數(shù)字水準(zhǔn)儀 Dini12，各廠家的數(shù)字水準(zhǔn)儀主機(jī)采用了大體一致的結(jié)構(gòu)，其基本構(gòu)造由光學(xué)機(jī)械部分、自動(dòng)安平補(bǔ)償裝置和電子設(shè)備組成，電子設(shè)備主要包括調(diào)焦編碼器、光電傳感器 (線陣 CCD 器件 )、讀取電子元件、單片微處理機(jī)、 CSI 接口 (外部電源和外部存儲(chǔ)記錄 )、顯示器件、鍵盤和測(cè)量鍵以及影像、數(shù)據(jù)處理軟件等。其中條碼尺由寬度相等或不等的黑白 (黃 )條碼按照某種編碼規(guī)則進(jìn)行有序排列而成，這些黑白條碼的不同排列方法就構(gòu)成了目前各數(shù)字水準(zhǔn)儀生產(chǎn)廠家編碼標(biāo)尺自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核心。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)論文 20 圖 數(shù)字水準(zhǔn)儀 工作基本原理是標(biāo)尺上的條碼圖案經(jīng)過(guò)光反射，一部分光束直接成像在望遠(yuǎn)鏡分劃板上，供目視觀測(cè)，另一部分光束通過(guò)分光鏡被轉(zhuǎn)折到線陣 CCD 傳感 器的像平面上，經(jīng)光電轉(zhuǎn)換、整形后在經(jīng)過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換，輸出數(shù)字信號(hào)被送到微處理器進(jìn)行處理和存儲(chǔ)，并將其與儀器內(nèi)存的標(biāo)準(zhǔn)碼（參考信號(hào)）按一定方式進(jìn)行比較，即可獲得高度讀數(shù)。 （ 3） 計(jì)算各待定點(diǎn)高程 用改正后的高差和已知點(diǎn)的高程，來(lái)計(jì)算各待定點(diǎn)的高程。 （內(nèi)業(yè)） （ 1） 計(jì)算閉合差： 閉合水準(zhǔn)路線： ?? 測(cè)hfh 附合水準(zhǔn)路線： ? ??? ）（ 始終測(cè) HHhf h （ 2） 分配高差閉合差 高差閉合差限差（允許誤差） 對(duì)于普通水準(zhǔn)測(cè)量，有：適用于山區(qū)適用于平原區(qū)允允????????n12f40fhh L 式中， 允hf ——高差閉合差限差，單位： mm L ——水準(zhǔn)路線長(zhǎng)度，單位： km ； n ——測(cè)站數(shù) 。 圖 水準(zhǔn)測(cè)量的實(shí)施 水準(zhǔn)測(cè)量記錄表 表 水準(zhǔn)測(cè)量記錄 測(cè)站 點(diǎn)號(hào) 水準(zhǔn)尺讀數(shù) 高差 h 米 平均高 差 改正后 高差 高程 H 米 后視 前視 1 BMA TP1 2 TP1 + TP2 3 TP2 + TP3 4 TP3 + TP4 5 TP4 + BMB ? + 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)論文 19 注意：（ 1）起始點(diǎn)只有后視讀數(shù)，結(jié)束點(diǎn)只有前視讀數(shù)，中間點(diǎn)既有后視讀數(shù)又有前視讀數(shù)。3mm ② h 黑 h 紅 177。 177。 （ 2）為及時(shí)發(fā)現(xiàn)觀測(cè)中的錯(cuò)誤，通常采用 “兩次儀器高法 ”或 “雙面尺法 ”。 水準(zhǔn)網(wǎng)：若干條單一水準(zhǔn)路線相互連接構(gòu)成的圖形。 是由一已 知高程的水準(zhǔn)點(diǎn)開始，最后又閉合到 起始點(diǎn)上的水準(zhǔn)路線。這種形式的水準(zhǔn)路線可使測(cè)量成果得到可靠的檢核。 附合水準(zhǔn)路線 (annexed leveling line) 。是水準(zhǔn)測(cè)量從已知高程的水準(zhǔn)點(diǎn)開始，最后 又閉合到其實(shí)點(diǎn)上的水準(zhǔn)路線。有 永久性和臨時(shí)性兩種。根據(jù)水準(zhǔn)測(cè)量的原理依次連續(xù)地在兩個(gè)立尺中間安置水準(zhǔn)儀來(lái)測(cè)定相鄰各點(diǎn)間高差，求和 n 得到 A 、 B 兩點(diǎn)間的高差值，有： h1 = a1 － b1 h2 = a2 － b2 …… 則： hAB = h1 + h2 +…… + h n = ?h = ?a － ?b 結(jié)論： A 、 B 兩點(diǎn)間的高差 hAB 等于后視讀數(shù)之和減去前視讀數(shù)之和。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)論文 16 圖 連續(xù)水準(zhǔn)測(cè)量 如圖所示，在實(shí)際水準(zhǔn)測(cè)量中， A 、 B 兩點(diǎn)間高差較大或相距較遠(yuǎn)，安置一次水準(zhǔn)儀不 能測(cè)定兩點(diǎn)之間的高差。 水準(zhǔn)測(cè)量概述 水準(zhǔn)測(cè)量的原理是利用水準(zhǔn)儀提供的 “水平視線 ”，測(cè)量?jī)牲c(diǎn)間高差，從而由已知點(diǎn)高程推算出未知點(diǎn)高程。 由于在觀測(cè)各個(gè)測(cè)點(diǎn)時(shí)水準(zhǔn)路線往往不很長(zhǎng)，并且其閉合差一般不會(huì)超過(guò) l～黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)論文 15 2mm，因此閉合差可 按測(cè)站平均分配。 對(duì)于埋設(shè)在基礎(chǔ)上的觀測(cè)點(diǎn)，在砌筑墻壁或安裝設(shè)備后機(jī)器開始運(yùn)轉(zhuǎn)之前，一旦埋設(shè)工作完成，就需開始第一次觀測(cè)，往后隨著荷重的逐步增加而重復(fù)進(jìn)行觀測(cè) .在運(yùn)行期間，根據(jù)沉陷的快慢再確定重復(fù)觀測(cè)的周期。 對(duì)于這類深式高程變化的觀測(cè)，一般采用一種特制的鋼線尺或鋼尺懸吊重錘與標(biāo)頂接觸的辦法。為此，在基坑開挖之前就要在該土層中將觀測(cè)時(shí)所用的標(biāo)志埋設(shè)在基礎(chǔ)各部分所鉆的鉆孔中，標(biāo)志頂部高程應(yīng)低于基坑底面 。因此，在軟土上挖掘深基礎(chǔ)時(shí)應(yīng)進(jìn)行 “基坑回彈觀測(cè) ”。如果我們不知值基坑隆起了多高，就會(huì)把坑底 “超挖 ”。 在軟土上挖掘深基礎(chǔ) (8～ 10m以上 )時(shí)，隨著基坑的開挖，其底部會(huì)逐漸隆起。而對(duì)于大型廠房、連續(xù)生產(chǎn)的設(shè)備基礎(chǔ)和動(dòng)力基礎(chǔ)、高層的混凝上建筑物則一般采用二等水準(zhǔn)。 建筑物的沉降 觀測(cè) 對(duì)于建筑物，沉陷觀測(cè)的主要內(nèi)容是基礎(chǔ)沉陷觀測(cè)。 根據(jù)沉降量統(tǒng)計(jì)表和沉降曲線圖，我們可以預(yù)測(cè)建筑物的沉降趨勢(shì)，將建筑物的沉降情況及時(shí)地反饋到有關(guān)主管部門，正確地指導(dǎo)施工。首先建立下沉曲線坐標(biāo)，橫坐標(biāo)為時(shí)間坐標(biāo)，縱坐標(biāo)上半部為荷載值，下半部為各沉降觀測(cè)周期的沉降量。 統(tǒng)計(jì)表匯總及成果整理提