坝基的沉降量与水位的变化分析

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961
4.8841
-68.51
+0.425
0.1806
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95
-8.1
+41
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1681
10.9561
-135.71
→ y的算数平均值;(其中 =[y]/n)
a → 回归直线常数项
b→ 回归直线的斜率
4、模型建立
(1)相关数据如下表所示:
No.
x
(m)
y
(mm)
x-
(m)
y-
(mm)
2
2
v
(mm)
vv
1
19
-1.4
-35
+3.39
1225
11.4921
-118.65
+0.415
0.1722
2
20
-1.3
-34
+3.49
3、模型假设和符号假设
本题采用一元线性回归的模型假设,通过求解出的一元线性回归方程确定两变量的关系,即定出方程 y=a+bx+v 中a和b的值。符号假设如下:
x → 不同时期水库水位(单位m)
y → 不同时期坝基的沉降量(单位mm)
v→ y的改正数
S → 沉降量y的中误差
n→ 观测次数
→ x的算数平均值;(其中 =[x]/n)
0.6241
-11.06
-0.400
0.1600
10
42
-3.7
-12
+1.09
144
1.1881
-13.08
+0.070
0.0049
11
45
-4.2
-9
+0.59
81
0.3481
-5.31
-0.175
0.0306
12
47
-3.8
-7
+0.99
49
0.9801
-6.93
+0.395
0.1560
13
50
7、讨论—模型的优缺点
模型的优点:直观简洁,具有一定的预测作用。
模型的缺点:数据量小,可能会出现超出误差范围的变化值。
8、参考文献
[1]白迪谋,工程建筑物变形观测和变形分析.西南交通大学出版社. 2002
[2]何强,何英,Matlab扩展编程.清华大学出版社. 2002
大坝坝基沉降量与相应水库水位变化的关系分析
摘要:
通过对一大坝坝基和相应水位的观测,坝基的沉降量与水位的变化有关系,在观测数据中随机选取24组数据作为研究的起算数据,设水位的变化为自变量,沉降量为因变量,对于两个变量采取一元线性回归模型,从而确定两变量的回归直线方程。最后用回归直线预报相关的变形值,同时采用区间估计来确定变形值可能出现的区间。最后求出的回归直线方程为
mm,变形区间[y-2s, y+2s],其中, ,v是y的改正数。
1、问题提出
大坝在蓄水过程中随着水位的变化,坝基的沉降量也在不断地发生相应的变化,为了确定两者之间的的相关关系,做出了一元线性回归假设,最后求解一元线性回归方程来预测大坝的变形值。
2、问题分析
本题中涉及到两个变量的相互关系,故可采用一元线性回归分析问题,在该过程中,分别求出两组观测值的平均值,最后采用方差求解并比较各自的变化关系,水位的变化和沉降量的变化是随机的,故可从中选取一部分数据分析,最后,求出线性方程的系数,从而确定出相应的线性方程。
[vv]=[(y-a-bx)2]②
令 求Φ的偏微分


由上式得:

再令 ⑥
得:

又因为:

可得到:

中误差

②代入数据计算结果:
有上表可知
按公式⑨得:
a=-0.20
b=-0.085
故回归直线方程为
由公式⑩得
5、计算方法设计
采用Matlab绘图工具绘制函数图象:
实线表示方程
虚线表示方程
6、结果分析
通过对该模型的求解,得出沉降量随水位变化的关系,并且确定出沉降量可能的变化区间,[y-s ,y+s].故该模型能起到一定的预测作用。
-5.5
-4
-0.71
16
0.5401
+2.84
-1.050
1.1025
14
55
-5.3
+1
-0.51
1
0.2601
-0.51
-0.425
0.1806
15
60
-5.5
+6
-0.71
36
0.5401
-4.26
-0.200
0.0400
16
65
-6.4
+11
-1.61
121
2.5921
-17.71
-0.675
0.0930
6
30
-2.7
-24
+2.09
576
4.3681
-50.16
+0.050
0.0025
7
32
-3.0
-22
+1.79
484
3.2041
-39.38
-0.080
0.0064
8
35
-2.8
-19
+1.99
361
3.9601
-37.81
+0.375
0.1406
9
40
-4.0
-14
+0.79
196
1156
12.1801
-118.66
+0.600
0.3600
3
22
-1.8
-32
+2.99
1024
8.9401
-95.68
+0.270
0.0729
4
25
-2.5
-29
+2.29
841
5.2441
-66.41
-0.175
0.0306
5
27
-2.8
-27
+1.99
729
3.9601
-53.73
-0.305
+0.175
0.0306
24
1பைடு நூலகம்0
-8.1
+46
-3.31
2116
10.9561
-152.26
+0.600
0.3600
1296
-115.0
0
-0.04
15556
116.9304
-1320.10
-0.040
4.8332
(2)模型求解:
①公式推导
由方程y=a+bx+v得v=y-(a+bx)①
由于是等精度观测,故可采用最小二乘原理求解a和b
0.4556
17
70
-6.2
+16
-1.41
256
1.9881
-22.56
-0.050
0.0025
18
75
-6.0
+21
-1.21
441
1.4641
-25.41
+0.575
0.3306
19
80
-6.5
+26
-1.71
676
2.9241
-44.46
+0.500
0.2500
20
85
-7.0
+31
-2.21
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