[发明专利]一种精确预测大坝坝体垂直变形量的方法

说明书

技术领域

本发明属于测绘科学与技术学科中的大地测量学技术领域，尤其涉及大坝坝体垂直变形量的预测方法。 

背景技术

随着水力资源的开发，大坝的规模越来越大，坝址的地质条件也越来越复杂。因此，大坝的安全问题值得关注。据全国第三次统计数据表明，截止2003年，我国溃坝事故共有3481起。所以，大坝建成后，为了了解大坝的运行状态，保障大坝的安全运行，都必须进行安全监测。大坝事故的发生不是偶然的，一般都存在从量变到质变的逐步发展过程。通过对大坝坝体变形数据的分析和处理，可以及时掌握大坝坝体的实时工作动态，有效的降低工程风险，减少大坝事故。可以说，大坝变形监测是工程测量领域的一项重要内容。更为重要的是利用监测的数据对涉及安全的变形发展趋势做出预测，提前采取措施，防止安全事故的发生。 

目前，预测大坝坝体垂直变形量方法主要集中于基于沉降机理的理论方法、基于统计理论的随机统计方法和基于人工智能的方法3个方面。3种方法研究角度不同,预测原理也有着根本的区别,然而在沉降预报中都起到了较好的作用。但概括起来，存在着以下不足： 

（1）理论方法是建立在详细的工程地质勘察基础之上的,结合结构内在特征和相关外部影响因素进行计算分析,要求沉降机理明确、各类参数准确,但由于影响沉降的因素繁多复杂,沉降机理较难弄清,各类参数因试验条件、取样方法限制也较难准确获取,使得理论方法对沉降预测只能基于理想假设或者经验结论从单个因素进行描述,从而导致计算分析结果与实际情况存在较大差别； 

（2）随机统计方法基于实测数据,具有快捷、计算简单等优点,但在建模过程中只能建立沉降量与单个或者多个因素之间的函数关系,不能充分考虑各类影响因素相互之间的关系,难以适应复杂条件下的沉降预测； 

（3）对于人工智能方法,虽然较为适合沉降非线性系统的预测,但计算复杂，计算时间长，而且计算结果不稳定。 

针对这些方法存在的以上不足，本发明通过研究预测垂直变形量方法的稳定 性和组合技术等优点，提出采用一定的工作流程来精确预测大坝坝体垂直变形量。本发明的实质是将上述三种方法按照规定的流程进行有机地结合，实现了以上各种方法的优势互补，可以大大提高大坝坝体垂直变形量的预测精度。通过现场的实际监测数据，分析监测对象的变形特点及其变化规律，利用监测的数据对涉及安全的变形发展趋势做出精确预测，提前采取措施，对防患大坝安全事故具有重要意义。 

发明内容

发明目的：针对上述现有存在的问题和不足，本发明的目的是提供一种精确预测大坝坝体垂直变形量的方法，该方法预测大坝坝体变形量的预测精度更高、使用更方便。 

技术方案：为实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：一种精确预测大坝坝体垂直变形量的方法，包括以下步骤： 

第一步、将监测数据按时间顺序分为两部分：一部分为时间在前的学习数据M，且M的个数必须大于或等于10；另一部分为其余时间的检验数据J； 

第二步、利用学习数据M建立i种预测方法的数学模型，其中i=1,2,…m；i≥2； 

第三步、计算各种预测方法的稳定度： 

a、大坝时间序列监测值为y_t(t＝1,2,Λn),根据第二步建立的m种不同的单项预测模型，y_it＝(i＝1,2,Lm)为第i种单项模型在t时刻的学习值或预测值，按公式（1）计算第i种单项模型在第t期误差e_it： 

e_it＝y_t-y_it    （1） 

按公式（2）计算第i种单项模型在第t期的精度A_it：