[發(fā)明專利]基于改進(jìn)Verhulst曲線的路基沉降預(yù)測方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710790340.2
• 申請日: 2017-09-05
• 公開（公告）號: CN107341328A
• 公開（公告）日: 2017-11-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 尹利華;李永良;楊平;張留俊;李美霞;劉耀富
• 申請（專利權(quán)）人: 中交第一公路勘察設(shè)計研究院有限公司;中鐵上海工程局集團(tuán)第三工程有限公司;中鐵珠三角投資發(fā)展有限公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 西安新思維專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司61114
• 代理人: 黃秦芳

1.基于改進(jìn)Verhulst曲線的路基沉降預(yù)測方法，其特征在于：

由以下步驟實現(xiàn)：

步驟一：通過對Verhulst曲線模型中的時間因子增加一個指數(shù)來改進(jìn)Verhulst曲線：

Verhulst曲線模型的表達(dá)式為：

x(1)(t)=a/b1+(ab×1x(1)(0)-1)e-a(t-t0)---(1)]]>

由Verhulst曲線公式(1)可以得到：

yt=c1+ae-bt---(2)]]>

式中，y_t為t時刻對應(yīng)的預(yù)測值，t為時間，a、b、c為擬合參數(shù)；

對公式(2)中的時間因子增加一個指數(shù)β，則改進(jìn)后的Verhulst曲線模型為：

yt=c1+ae-btβ---(3)]]>

式中：y_t為t時刻對應(yīng)的預(yù)測值，T為時間，a、b、c為擬合參數(shù)，β為時間因子指數(shù)；

步驟二：改進(jìn)Verhulst曲線模型求解：

采用最小二乘擬合法，將公式(3)變形為：

ln(cyt-1)=a-btβ---(4)]]>

令：

y=ln(cyt-1)---(5)]]>

則：

y＝a-bt^β (6)

求參數(shù)c時，首先假定其初始值為時間序列中的實測最大值，給出步長遞增，通過多次試算來確定；

c值確定后，通過最小二乘擬合法求出a和b；

步驟三：通過改進(jìn)Verhulst曲線模型進(jìn)行沉降預(yù)測：

I、沉降監(jiān)測異常數(shù)據(jù)的剔除：

用預(yù)處理過的觀測資料同沉降預(yù)測模型的預(yù)報值進(jìn)行比較，實測值中凡是其偏差超過統(tǒng)計上所允許的合理誤差限的離群值，則判為異常值，在沉降預(yù)測前進(jìn)行剔除；

II、時間因子指數(shù)的確定：

路基沉降預(yù)測過程中，根據(jù)軟土地基處理實際情況，確定模型時間因子指數(shù)初值，對實測沉降數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，反推出計算公式所需的參數(shù)，再運用于后期的沉降預(yù)測，并根據(jù)線性擬合的相關(guān)系數(shù)來判斷預(yù)測結(jié)果的可靠性；當(dāng)線性擬合的相關(guān)系數(shù)＜98％時，繼續(xù)調(diào)整模型時間因子指數(shù)的取值，直到曲線擬合相關(guān)系數(shù)滿足＞98％的要求為止，此時確定的計算公式作為計算路基后期沉降擬合公式。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于改進(jìn)Verhulst曲線的路基沉降預(yù)測方法，其特征在于：

對于一般的軟土地基路段，時間因子指數(shù)β在0.5～0.2之間取值；對于軟土地基深度較深或次固結(jié)時間較長的路段，時間因子指數(shù)β在0.3～0.05之間取值。