分段回归在隧道沉降变形监测中的应用研究.pdfVIP

l8 测 绘 通 报 2007年 第l2期 文章编号：0494．0911(2007)12．0018．03 中图分类号：TU196 文献标识码：B 分段回归在隧道沉降变形监测中的应用研究 徐 兮 (重庆交通大学土木学院测绘系，重庆400074) Applied Investigation of Subsection Regression in the Inspection of Tunnel Settlement XU Xi 摘要：隧道掘进中和贯通后，洞身的变形规律可用数模表达，但即使同一监测截面(断面)的数模类型，也或为一种，或为多种。针 对后～复杂问题，采取分段回归方法解决，并通过一隧道沉降变形监测实例，阐明分段回归实施过程中分界点的判定、数理统计理 论应用等具体事宜。不仅理论逻辑严密，而且具有工程实用价值。 关键词：分段回归；沉降；数模 隧道在掘进过程中或贯通后，洞身都不可避免 超过安全位移限差，变形数模之相关系数在一时间 地产生形变，这些形变包括拱部沉降、边墙收敛、隧 段也大于0．9(工程上所取的相关系数临界值)，可 底凸起等，但无论哪种形变，其变化规律均可用数模 是在越过某一分界点以后，数模的相关系数却降至 表达。 0．9以下，导致前阶段显著有效的模型在后阶段不 建立变形数模，必须依靠监测数据，而监测数据 成立，整个变形过程不能用一个或一类数模描绘。 来自于现场实际监测。所谓隧道变形监测，即每间 众所周知，落实隧道安全质量监控，需要变形估值的 隔一时问段，对监测截面(断面)的固定点(事先做好 数据支持，没有有效的变形数模，势必不能获得正确 标记)实行重复观测，将后一天(次)的观测值与前一 的估值数据，不能把控现场安全盲目施工，是不科学 天(次)的观测值相减，或将每天(次)的观测值分别 的，也是《规范》不容许的。 与第一天(次)的观测值相减，获其位移值(量)，也称 针对第四种复杂情况，笔者采用分段回归建模 变形值(量)的过程。在所建数模中代入时间变量， 方法应对，实践证明卓有成效。 就能算出变形估值(理论值)，监测值与估值之差，称 一 、 分界点的判定 回归差残。 《隧道施工技术规范》(以下简称《规范》)规定， 同一监测截面全过程的变形规律，在不同时段 隧拱安全位移限差为It沉降速率3～5 mm，稳定位 呈现不一致，一个或一类数模描绘不尽，那么采用几 移限差为日沉降速率0．7—1．5 mm。若前后监测 个不同类型的数模来表达已是势之必然，这个必然 值互差、残差都在安全位移限差内，表明隧道安然无 将对分段回归的需求凸显出来。 恙且监控有效；若前后监测值互差超过安全位移限 分段回归具体的建模过程中，有一项特定的任 差，此时残差也往往较大，则预示着隧道变形有异， 务——分界点的判定。 甚至是发生事故的先兆，应高度警觉，采取有力措施 分界点是变形规律变化的转折点，是变形曲线 及时消除不良隐患，保障施工顺利进行；若连续几天 的拐点，当然成为变形数模类型改变的转换点。分 (次)的前后监测值互差、前后估值互差、差残均小于 界点既是前一种变形曲线的终点，又是后一种变形 等于稳定位移限差，说明隧拱变形停止，拱部基本稳 曲线的起点；分界点前变形数模是一种类型，分界点 固，现场条件满足《规范》中展