多参数曲线拟合模型在隧道监控数据处理中的应用

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1、第27卷第2期贵州大学学报(自然科学版)V01．27No．22010年4月JournalofGuizhouUniversity(NaturalSciences)Apr．2010文章编号1000—5269(2010)02—0111—04多参数曲线拟合模型在隧道监控数据处理中的应用罗寿斌(贵州醇酒厂基建科，贵州兴义562400)摘要：监控量测是新奥法开挖隧道的一个重要特征，通过对监控数据的回归分析可以得到围岩变形量与时间的关系式，进而可以用来预测围岩变形，确定二次砌衬的施工时间等。采用多参数曲线拟合模型对相关文献的实测数据进行了回归分析，结果表明：与原文献中采用的模型相比，多参数模型具有更高的吻合

2、度和更小的误差。关键词：多参数曲线模型；隧道监控；回归分析中图分类号：U452文献标识码：A新奥法(NewAustrianTunnelingMethod，简称趋向于一个极限值。因此，可以建立一种函数关系NATM)是隧道建设中最普遍的方法，其核心是以式来反映隧道围岩变形量和时间之间的关系。本维护和利用围岩的自稳能力为基点，将锚杆和喷射文选用的模型为修正Hoed曲线拟合模型、Weibull混凝土联合在一起作为主要的支护，以便控制围岩曲线拟合模型和MMF曲线拟合模型。其表达式的变形和松驰，使围岩成为支护体系的组成部分，分别为形成了以锚杆、喷射混凝土和隧道围岩围岩为三位l修正Hoerl模型：=abTt

3、‘(1)一体的承载结构，共同支承山体压力uJ。=口一6e—c‘dWeibull模型：(2)隧道监控量测作为新奥法的三大核心之一，对口b+ct评价隧道施工方法的可行性、设计参数的合理性，MMF模型：—(3)b+td了饵隧道施工实际围岩级别及其变形特性等能够式中a,b、c、d均为回归常数，为隧道围岩提供准确、及时的依据，对隧道二次衬砌的施作时累积变形量，t为时间。间具有决定性意义J。因此，它是保障隧道建设成功的重要手段。但是，由于量测误差等各方面的2模型的验证原因，使得初期支护中现场量测所取得的原始数据现取文献[4]、[5]、[6]中的实测数据对上具有一定的离散性，不能直接利用，要经过回归分面三种

4、曲线拟合模型进行验证。析处理后才能使用。目前常用的回归函数模型有2．1算例1双曲线函数、对数函数、指数函数和幂函数等能够毛栗坡隧道位于国道主干线贵阳环城公路西线性化的两参数回归模型。随着计算机技术的快南段第七合同段，宽度为12n1．该隧道K27+718速发展，以前在工程很难采用的比较复杂的两参数断面自开挖起至第16天实测拱顶下沉数据如表或者多参数但不能线性化的回归分析数学模型在1所示。工程中得到了较好的运用J。表1算例1／(27+718断面拱顶下沉数据1多参数曲线拟合模型时间(d)12345根据隧道监控资料可知：隧道拱顶下沉量和拱拱顶下沉量(mm)0．8l1．482．252。803．24脚水平

5、净空收敛值与时间之间存在某种关系，即随时间(d)7lO111416着时间的延长，拱顶下沉量和拱脚水平净空收敛值拱顶下沉量(mm)3．723．923．934．334．59收稿日期：2010一O1—30基金项目：贵州省教育厅青年项目“贵州强风化炭质泥岩中偏压浅埋连拱隧道施工力学特性研究”，黔教高发[2007]321号作者简介：罗寿斌(1971一)，男，贵州兴义人，中专，工程师，主要从事基础建设与施工方面的研究，贵州省兴义市贵州醇酒厂基建科，Email：916224987qq．COrn．+通讯作者：罗寿斌，Email：Email：916224987qq．COrn．贵州大学学报(自然科学版)第27卷文

6、献[4]中分别采用6种函数模型对其进行回归分析，所得到的曲线方程为回归分析，拟合效果最好的是对数函数模型，回归=4．0133×0．1539~-t。·。。(5)方程为相关系数为R=O．993，剩余标准离差为S=O．／／,=0．803+3．1901gt(4)158mm．相关系数为R=0。988，剩余标准离差为S=0．两种模型相关情况比较表见表2．拟合曲线图】94mm．见图1．本文采用修正Hoerl曲线拟合模型对其进行表2算例1两种拟合模型相关情况比较表合效果最好的也是对数函数模型，回归方程为=2．993+3．47631g(t+1)(6)相关系数为R=0．959，剩余标准离差为S=1．065nqlT

7、1．一本文采用Weibull曲线拟合模型进行回归分析，得到的曲线方程为：14．0349—22．9662e-0·1s2·f7)相关系数为R=0．998，剩余标准离差为S=图1算例1两种模型拟合曲线圈0．2371Tln1．2．2算例2两种拟合模型相关情况比较表见表4，拟合曲打括隧道位于新建线黄织铁路工程贵州省织线见图2．金县境内，该隧道K44+848断面拱顶在隧道开挖后3O天的实测沉降数据如表3所示。