基于Weibull-ARIMA的盾构施工地表变形时间序列分析.pdfVIP

第30卷第 1期 土 木 工 程 与 管 理 学 报 Vo1．3ONo．1 2013年3月 JournalofCivilEngineeringandManagement Mar．2013 基于Weibull—ARIMA的盾构施工地表 变形时间序列分析 郭 谱 ，徐延召 ，周 诚 ，何 然 (1．华中科技大学 土木工程与力学学院，湖北 武汉 430074； 2．中铁隧道集团有限公司，河南 洛阳 471009) 摘 要：近年来，以盾构施工过程中产生不允许的土层变形位移和过大的地表沉降所引发的城市环境土工安全 事故呈明显上升趋势，如何建立复杂条件下城市地铁盾构施工过程中地表变形的时间过程模型，进而准确预测 其时空演化过程 ，已成为盾构隧道现代化建设中的一个亟待解决的重要课题。本文结合武汉地铁二号线一期 某盾构隧道工程，对盾构施工引起的地表变形的时间规律进行了研究。通过选取Weibull生长曲线模型提取盾 构施工地表变形的趋势特征，并利用ARIMA模型拟合盾构施工地表变形的随机细节信息，建立了盾构施工地 表变形的Weibul1．ARIMA时间过程模型。工程结果表明，基于 Weibull—ARIMA的盾构施工地表变形时间过程 模型可有效拟合盾构施工引起的地表变形时间序列，其拟合精度较单纯的Weibull生长曲线模型和ARIMA模 型都更优 ，并结合工程实际分析了Weibull—ARIMA时间过程模型参数的合理性、工程意义和变化规律。 关键词：盾构隧道；地表变形； 时间序列；Weibull生长曲线；ARIMA模型 中图分类号：U231；U456．3 文献标识码：A 文章编号 ：2095-0985(2013)01-0093-06 TimeSeriesAnalysisofGroundSurfaceSettlementsinShieldTunnel ConstructionBasedonW eibul1．ARIMA Model GUOPu ，XU Yah．zhao ，ZHOU Cheng ，HE Ran (1．SchoolofCivilEngineeringandMechanics，HuazhongUniversityofScienceandTechnology， Wuhan430074，China；2．ChinaRailwayTunnelGroupCoLtd，Luoyang471009，China) Abstract：In recentyears，itisobviously thattheurban environmentalgeotechnical accidents happened more and more which caused by unallowed stratum deformation and ground surface settlementsduringtheshieldtunneling．Duringthemetrl0shieldtunnelconstructionsundercomplex conditions，how to explain the time—space evolution mechanism and lawsofthe rgound surface settlements，andthenpredicttheirtime-spaceevolutionprocessandachieveearlywarningsystem for them?Ithasbecomean importantissuewaitingforsolving inmodern shieldtunnelconstruction． BasedonthecertainshieldtunnelprojectinWuhanmetrosecondline，thispaperstudiedthe temporallaw ofsurface settlementcausedby shield consturction．Through usi