摘 要

本文从水平位移监测理论分析出发，阐述了水平位移监测方法，并且交叉比较了水平位移监测三种方法。通过精度比较分析得到测小角法是城市地铁基坑水平位移监测最理想的方法。

因为基坑水平位移监测精度要求较高，所以需要对施测时所用的工作基点定时进行检验，所以本文第三章从平面监测网出发，详尽阐述了如何布设基准点和布网。并且通过假设当网中存在不稳定基点时，利用最大间隙法对平面监测网进行检验，以及筛选动点。简述了一种对简易控制网型的图形优化设计方案。

为了更好的对基坑水平位移进行监测与预报，本文第四章基于MATLAB，采用常州市地铁旅游学校站基坑监测数据，建立了灰关联组合预报模型。发现将最小二乘算法得到的拟合曲线经过小波降噪，能够很好的对基坑累计水平位移量进行预测。这表明了灰色GM（1.1）模型能有效地预测基坑水平位移。

关键词：基坑 水平位移监测 控制网 预报模型

Horizontal displacement monitoring and forecasting for foundation ditch of Changzhou Tourism School Station

ABSTRACT

This paper starts with the theoretical analysis of horizontal displacement monitoring. The monitoring method of horizontal displacement is expounded. Three methods of horizontal displacement monitoring are compared. Through the comparative analysis of accuracy, it is concluded that the small angle method is the best way to monitor the horizontal displacement of urban subway foundation pit at present.

Because the monitoring accuracy of the horizontal displacement of foundation pit is relatively high, it is necessary to test the working base time of the foundation. Therefore, in the third chapter, starting from the plane monitoring network, we elaborate on how to set up the datum points and the network. And assuming that there are unstable base points in the network, the maximum gap method is used to test the plane monitoring network and to screen the moving points. A graphic optimization design for simple control network type is briefly described.

In order to better monitor and predict the horizontal displacement of the foundation pit, the fourth chapter based on the MATLAB, adopted the monitoring data of the foundation pit of Changzhou Metro tourism school station, and established a grey relational combination forecasting model. The fitting curve of the least squares algorithm can be used to predict the accumulated horizontal displacement of the foundation pit by wavelet deposing. This indicates that the grey GM (1.1) model can effectively predict the horizontal displacement of foundation pit.

Keyword：Foundation ditch; Horizontal displacement monitoring; Control network; Forecast model

目 录

摘要 I

ABSTRACT II

第一章 绪 论 1

1.1 课题背景 1

1.2 研究现状 1

1.2.1 水平位移监测方法 1

1.2.2 控制网的布设与优化 2

1.2.3 变形监测预报模型 2

1.3 相关技术 3

1.4 总结 3

第二章 水平位移监测方法 4

2.1 水平位移监测理论基础 4

2.2 水平位移监测方法 4

2.2.1 极坐标法 5

2.2.2 视准线法 5

2.2.3 小角法 6

2.3 水平位移监测方法精度比较 6

2.3.1 视准线法与测小角法 6

2.3.2 测小角法与极坐标法比较 7

第三章 基坑水平位移监测控制网的设计与优化 9

3.1 基坑理论概述 9

3.1.1 基坑工程监测理论 9

3.1.2 基坑工程概况 9

3.2 控制网设计与优化 9

3.2.1 基坑水平位移监测控制网设计 10

3.2.2 控制网稳定性分析 13

3.2.3 基坑水平位移监测控制网优化 15

第四章 基坑水平位移监测灰关联组合预报模型 19

4.1 灰色系统理论概述 19

4.1.1 灰色系统原理 19

4.2 数据处理与GM(1.1)模型建立 20

4.2.1 数据选取与小波降噪 20

4.2.2 GM(1.1)建模与数据生成 21

4.2.3 模型精度评定 22

4.3 运行结果 23

4.3.1 未降噪实验结果 23

4.3.2 灰色Verhulst模型 24

4.3.3 灰色GM（1.1）预测模型 24

结语 28

参考文献 29

致谢 31

第一章 绪 论

1.1 课题背景

随着中国经济速度不断增长，城市轨道交通也在不停地发展。目前，我国城市轨道交通发展速度位居世界首位。同时，城市地下空间的发展速度也十分快，无论是总体规模还是总量，都名列前茅。在未来，我国即将拥有2000——2500km的地铁线路，并且会有许多的城市轨道交通将以地铁为主。虽然我国轨道目前的发展形势很好，但是也出现了一些问题，其中最令人关心也亟待解决的是如何减少工程事故。为了减少工程事故，可以从一些方面入手，如预测安全风险，增强管理。为了紧跟社会经济的快速发展，轨道变通要求尽快投入使用，以使投资能够在最短的时间发挥效益，同时要在保证安全的前提下，需要尽可能地减少轨道建设的周期。所以针对地下轨道工程工期要求，有必要研究和开发新的方法以应对城市地下轨道的建设安全问题。

我国在城市轨道变通工程的研究发展处于世界领先地位，而在工程建设安全问题上，对地铁站基坑水平位移监测显得尤为重要。现阶段我国许多基坑监测技术已经十分完善，但在对地铁站的基坑监测技术，则相对不够完备。常州市地铁轨道一号线是常州市一条十分重要的地铁线路，与常州市的社会经济发展紧密相关。对常州市地铁旅游学校站基坑水平位移监测的研究，同时可以借鉴应用到常州市其他地铁站基坑水平位移监测。

在此篇文章主要研究常州地铁旅游学校站。主要内容有：水平位移监测的精度要求。水平位移监测的方法的不同，其监测结果也不会相同，甚至有许多差异。所以，通过监测方法的比较以及结合实际案例分析，选择一个精度适合，工程量的适中监测方法，可以更好的适应常州市地铁施工建设要求。

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