基于Kriging与改进灰色组合模型的边坡变形分析研究

摘要

近十几年以来人类对山体的工程活动逐年增加，由此造成的边坡数量也逐年增多，但由人类对边坡保护欠缺等原因造成的滑坡灾害也急剧增加。滑坡一旦发生便会造成不可估量的损失，因此为了能够对滑坡采取相应防范措施，减少滑坡灾害损失，我们针对易造成滑坡的边坡体进行变形分析。边坡变形分析能有效分析预测边坡形变及其变化趋势，因此它是一项非常有意义的工作。但由于重视程度和研究投入等各项差异，相比于国外发达国家的边坡变形分析水平，我国在边坡变形分析的准确性和高效性上还是有一定差距的。在以上研究背景及目的下，本文针对传统边坡变形分析理论模型进行研究，提出了一种全新的分析预测组合模型，即基于 Kriging与改进灰色组合模型，其简写为 K-改灰组合模型。该组合模型具有 Kriging模型和灰色模型这两种模型的优点，能有效提高边坡变形分析预测精度。本文主要的研究内容可概括为以下几点：
　　（1）将地质统计学中的Kriging理论运用于边坡变形分析，说明了其思路来源，介绍了Kriging理论在边坡变形分析中的优势与不足，并分析其理论可能性，列出了依据及假设。
　　（2）对传统灰色模型进行了相关改进，使得改进后的灰色模型具有“新陈代谢”功能，有效提高了灰色模型分析预测精度。
　　（3）结合某一边坡变形监测实例，把 Kriging和灰色理论应用于边坡形变位移量分析预测中。针对Kriging模型的建立，先统计分析得出Kriging模型变异函数，而后在三维空间上运用等效应椭圆原理套合Kriging球状模型，最后最佳选取Kriging各方向插值模型。
　　（4）探讨如何解决改进灰色模型和Kriging模型权重分配问题，并把这两个模型进行组合预测，然后利用各模型间的相关几项指标进行精度评定对比，最后分析得出结论：相比于 Kriging模型和灰色模型，K-改灰组合模型能很好结合这两种模型各自的优势，其分析预测精度最高，Kriging模型和改进灰色模型这两种模型分析预测精度次之，而灰色模型分析预测精度最低。

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第一章 绪 论

1.1 论文研究背景及意义

1.2 边坡变形监测分析

1.3 论文研究内容和技术路线

1.4 论文章节安排

第二章 灰色理论与模型

2.1 灰色理论及研究现状

2.2 灰色模型理论

2.3 本章小结

第三章 Kriging理论边坡变形分析

3.1 Kriging法概述

3.2 Kriging法在边坡变形分析的应用

3.3 Kriging法边坡变形分析依据及假设

3.4 边坡变形监测数据采集及处理

3.5 本章小结

第四章 Kriging与改进灰色组合模型

4.1 K-改灰组合模型建立

4.2 模型精度评定比较

4.3 模型分析与优化

4.4 本章小结

第五章 实验与分析

5.1 项目概述

5.2 K-改灰组合模型应用

5.3 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

致谢

攻读学位期间的研究成果