(成都理工大學(xué) 四川 成都 610000)

當(dāng)城市軌道施工進(jìn)行盾構(gòu)施工或者開(kāi)挖基礎(chǔ)時(shí)，會(huì)對(duì)周?chē)蜕戏降耐馏w的土應(yīng)力發(fā)生不可避免的影響，導(dǎo)致路面上方或周?chē)匦伟l(fā)生形變，有可能產(chǎn)生安全隱患或者發(fā)生塌方等危險(xiǎn)。本文配合各大城市軌道交通的技術(shù)規(guī)范，重點(diǎn)研究城市軌道交通的建設(shè)對(duì)于原有城市路面的影響，以及對(duì)城市路面進(jìn)行沉降變形監(jiān)測(cè)以發(fā)現(xiàn)其形變規(guī)律并對(duì)其進(jìn)行預(yù)測(cè)及其預(yù)警。

一、變形監(jiān)測(cè)和沉降變形監(jiān)測(cè)

變形監(jiān)測(cè)是對(duì)被監(jiān)測(cè)變形體進(jìn)行測(cè)量來(lái)確定它的空間所在位置和它內(nèi)部形態(tài)隨著時(shí)間變化的變化特性，又稱(chēng)為變形觀測(cè)。在本文中，變形體指城市用于軌道施工的城市原有地面，研究其在軌道交通施工中因荷載的加重或者土應(yīng)力改變?cè)斐傻某两底冃巍?/p>

沉降變形監(jiān)測(cè)為變形監(jiān)測(cè)中的一項(xiàng)重要監(jiān)測(cè)內(nèi)容，在許多的文獻(xiàn)資料中也叫做垂直位移監(jiān)測(cè)或者沉降監(jiān)測(cè)。實(shí)際施工的過(guò)程中，沉降表達(dá)的是一種向量，由于土應(yīng)力的變化，建筑物體也可能出現(xiàn)上升的態(tài)勢(shì)，也同樣對(duì)建筑成果產(chǎn)生危害和安全隱患。所以在賦值時(shí)，差值為“+”時(shí)表示建筑物或者被監(jiān)測(cè)物體的“下沉”，差值為“-”時(shí)表示建筑物或監(jiān)測(cè)物體的“上升”。

二、沉降變形監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)處理

(一)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的預(yù)處理。室內(nèi)核檢工作分為原始控制數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析，原材料的檢驗(yàn)，第一次數(shù)據(jù)的邏輯分析。如果當(dāng)監(jiān)測(cè)分析結(jié)果與真實(shí)值存在較大偏差時(shí)其可能的原因?yàn)槌霈F(xiàn)大誤差或者粗差或監(jiān)測(cè)體確實(shí)出現(xiàn)了較大的形變。

(二)監(jiān)測(cè)網(wǎng)的數(shù)據(jù)處理。在監(jiān)測(cè)網(wǎng)的數(shù)據(jù)處理中選擇平均間隙法進(jìn)行處理，平均間隙法通過(guò)整體檢驗(yàn)和不穩(wěn)定點(diǎn)搜索這兩個(gè)步驟來(lái)確定整個(gè)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)是否穩(wěn)定。

整體檢驗(yàn)。采用某兩個(gè)周期的成果數(shù)據(jù)進(jìn)行的穩(wěn)定性檢驗(yàn)，按照自由網(wǎng)平差的方法進(jìn)行平差，得出平差改正數(shù)后則可以計(jì)算單位權(quán)方差的估值，如果兩周期觀測(cè)點(diǎn)位沒(méi)有變動(dòng)，那么可以從這兩個(gè)周期的坐標(biāo)差 來(lái)計(jì)算另一方差的估值，利用F檢驗(yàn)法，可組成統(tǒng)計(jì)量，再采用公式

P(F>F1-α(fΔx,f)/H0)=α

來(lái)檢測(cè)點(diǎn)位是否有變動(dòng)，一般取0.05或0.01。當(dāng)F小于相應(yīng)分位值時(shí)，則認(rèn)為點(diǎn)位是穩(wěn)定的，如果大于相應(yīng)分位值時(shí)，則認(rèn)為兩次周期觀測(cè)變換了位置然后采取第二步搜索不穩(wěn)定點(diǎn)。首先把數(shù)據(jù)分為穩(wěn)定組和不穩(wěn)定組，分別用W和B表示，穩(wěn)定組里也可能有不穩(wěn)定點(diǎn)，通過(guò)對(duì)穩(wěn)定點(diǎn)的圖像的表現(xiàn)來(lái)檢驗(yàn)穩(wěn)定組里是否含有不穩(wěn)定點(diǎn)。公式如下所示：

如果W1

(三)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)處理。變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)是數(shù)據(jù)的最基本的組成部分，在此文中將利用回歸分析法來(lái)解決監(jiān)測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)處理問(wèn)題。

回歸分析法是處理變量之間的關(guān)系的一種方法，是屬于數(shù)理統(tǒng)計(jì)范疇的一種運(yùn)算形式，把我們所觀測(cè)的觀測(cè)物體作為所研究的一個(gè)系統(tǒng)，按照系統(tǒng)分析的方法，對(duì)變形體的各種變量，包括溫度濕度荷載等輸入進(jìn)系統(tǒng)內(nèi)部，作為自變量，將輸出的數(shù)值作為系統(tǒng)所在的因變量，通過(guò)對(duì)變形物體的長(zhǎng)時(shí)間重復(fù)的大量觀測(cè)，可以大體的估算出其變形物體的形變量和變形因素之間的函數(shù)關(guān)系，通過(guò)函數(shù)的體現(xiàn)來(lái)預(yù)測(cè)未來(lái)的形變情況，從而進(jìn)行變形預(yù)報(bào)。

回歸分析是研究因變量和很多個(gè)自變量之間的關(guān)系的過(guò)程。它的數(shù)學(xué)模型為

yt=β0+β1xt1+β2xt2+...+βpxtp+ξt

建立回歸方程y=xβ+ε，可以求得

因?yàn)橹暗幕貧w方程不能確定是否y與x之間有無(wú)關(guān)系所以我們應(yīng)對(duì)方程進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)。我們假設(shè)不存在線性關(guān)系，則β為零向量，可求得統(tǒng)計(jì)量

如果假設(shè)成立，則F應(yīng)當(dāng)服從F(P,n-P-1)分布，則用下式檢驗(yàn)

p{|F|≥F1-α,p,n-p-1|H0}=α

如果上式符合要求，則回歸方程式的顯著性就可以確定了。

回歸系數(shù)顯著性的檢驗(yàn)。在回歸方程中，并不是每一個(gè)自變量都能夠和因變量有著顯著地影響，所以我們要剔除一些無(wú)用的或者影響效果不大的變量，此后建立一個(gè)更為簡(jiǎn)單的回歸線性方程，這個(gè)過(guò)程就用到了回歸系數(shù)顯著性檢驗(yàn)的方法。如果方程中的自變量對(duì)于因變量的作用不明顯，那我們就設(shè)這個(gè)變量系數(shù)βj為零，那么假設(shè)為H:βj=0，由模型求得

則檢驗(yàn)假設(shè)的統(tǒng)計(jì)量為

(四)粗差檢驗(yàn)與精度評(píng)定。在數(shù)據(jù)處理時(shí)，有些粗差我們難以判斷，所以我們利用統(tǒng)計(jì)學(xué)的范疇解決此類(lèi)問(wèn)題。我們把正態(tài)分布規(guī)定在一個(gè)區(qū)域，正態(tài)分布無(wú)限的接近于這兩個(gè)臨界值，如果數(shù)值超過(guò)此臨界值，那我們則認(rèn)為超出臨界值的數(shù)值為粗差。應(yīng)當(dāng)給于剔除。可以使用萊茵達(dá)(3S)準(zhǔn)則來(lái)進(jìn)行粗差的剔除，原理為對(duì)某監(jiān)測(cè)物觀測(cè)重復(fù)觀測(cè)m次，如果觀測(cè)誤差大于三倍標(biāo)準(zhǔn)偏差S時(shí)，則認(rèn)為該數(shù)值為粗差，應(yīng)給與剔除。

四、結(jié)論

本文通過(guò)傳統(tǒng)的變形監(jiān)測(cè)和軌道交通施工的關(guān)系系統(tǒng)的給出了地下軌道交通施工對(duì)路面沉降影響和具體的數(shù)據(jù)處理流程，對(duì)以后城市軌道交通施工提供一定的理論幫助。通過(guò)此方法對(duì)某地的軌道交通施工變形監(jiān)測(cè)后發(fā)現(xiàn)，軌道交通的建設(shè)尤其地下線路的建設(shè)還有具有一定的影響，因?yàn)槁访嬉陨闲藿軜蚧蛘叩叵麻_(kāi)挖隧道的原因，導(dǎo)致地面的荷載增大或者土應(yīng)力變大，使城市表面路面出現(xiàn)變形沉降。對(duì)于此種方法，缺點(diǎn)在于需要大量的數(shù)據(jù)作為支撐，并且對(duì)數(shù)據(jù)的精度要求較高，可能需要涉及到整條線路的建設(shè)周期，對(duì)于人力物力的要求是一個(gè)不小的挑戰(zhàn)，也是未來(lái)此類(lèi)方法的重點(diǎn)研究方向。