灰色系统GM(1,1)模型高速铁路路基沉降变形预测适用性分析开题报告

1. 研究目的与意义

随着经济的高速发展、生活节奏的加快以及世界人口的增长,人们对交通工具的质量要求,也在不断提高。为了满足人们对交通工具的需要,高速铁路应运而生。世界各国根据自己国家的经济实力、科技实力、幅员、工商业布局、人口分布等具体国情,从国民的实际需要出发,采取高速铁路这种客运工具。目前,在发达国家和大多数发展中国家,高速铁路都在进行建设,由于国情原因,不同国家发展程度不同,技术水平也存在差别。在目前,随着公路、海运和航空的发展,铁路运输面临严峻挑战,这种发展趋势,必将促使铁路进行体制改革,带来运输手段的技术创新,进一步实现铁路的重载化和高速化,进而实现铁路路网的现代化建设。

近年来,我国铁路部门采取了有力的措施,使列车的运行速度得到不断提高。自2008年8月1日中国第一条350公里/小时的高速铁路——京津城际铁路开通运营以来，高速铁路在中国大陆迅猛发展。按照国家中长期铁路网规划和铁路“十一五”、“十二五”规划，以“四纵四横”快速客运网为主骨架的高速铁路建设全面加快推进，建成了京津、沪宁、京沪、京广、哈大等一批设计时速350公里、具有世界先进水平的高速铁路，形成了比较完善的高铁技术体系。通过引进消化吸收再创新,系统掌握了时速200～250公里动车组制造技术，成功搭建了时速350公里的动车组技术平台,研制生产了crh380型新一代高速列车。

高速铁路路基沉降监测作为高速铁路建设非常重要的基础工作，是保障高速列车安全运行的重要技术手段。因此高速铁路路基沉降问题一直是人们讨论和研究的对象。其中最为突出的问题是在各种软土地层上修筑铁路路堤，由于软土地基具有湿陷性强、剪切强度弱，易于吸水饱和等不良性质，极易诱发各种工程地质灾害，进而影响施工进度和质量，给以后的高速铁路运营带来安全隐患。此外，实际工程中桥梁与路堤的连接过渡段的沉降差控制。此外,实际工程中桥梁与路堤的连接过渡段的沉降差控制也是高速铁路建设的技术难点之一,由于我国国土面积幅员辽阔,地形、地质、水文、气候等情况变化多样,加之地下水位的升降和移动变化经常受气候因素影响,常年处于动态升降循环过程中,对路基附加应力有较大影响,直接导致地基压缩层产生突变的沉降变形,影响铺轨和行车的安全。工程竣工后,对于铁路沿线建筑物的兴建也必须给予一定的协调和控制,特别是高层建筑和其他大型公共建筑物,以防止路基周围土层中附加应力的影响,在路基工作区域内产生应力累积的不良效果。

2. 研究内容和预期目标

灰色预测模型是灰色系统理论最重要的内容之一。该类模型主要针对现实世界中大量存在的灰色不确定性预测问题，利用少量有效数据和灰色不确定性数据，通过序列的累加生成，揭示系统未来发展变化趋势。

高速铁路路基沉降监测是高速铁路建设非常重要的基础工作，是保障高速列车安全运行的重要技术手段。路基沉降预测方法很多，本课题主要针对不同灰色系统gm(1,1)模型展开分析，研究gm(1,1)模型在路基沉降预测计算中的适用性，以指导实际的路基稳定性分析和沉降评估工作。

本课题的研究内容主要包括以下几个方面：

3. 研究的方法与步骤

本篇论文主要研究五种不同的灰色gm（1,1）模型对数据分析的不同方式及每种模型自身的特点以及因此造成的不同效果：

（1）了解高速铁路路基沉降检测的不同方法及数据特点；

（2）学习和分析五种模型的原理及特点；

4. 参考文献

[1]刘思峰，《灰色系统理论及其应用》第七版[m].北京：科学出版社，2014.

[2]廖展宇，李英，晏鄂川，蔡玲玲，李其良.非等间隔时序灰色模型的深基坑变形预测研究[j].合肥工业大学学报（自然科学版），2009,32（10）：1522-1525.

[3]刘丹丹.灰色模型分析法在高层建筑物变形监测预测中的应用[j].测绘与空间地理信息，2014,37(2):203-205.

5. 计划与进度安排

（1）2.28-4.1：论文主题研究现状分析，毕业论文相关规定、规范和要求学习。

（2）4.2-4.8：略读主要参考文献，搜索相关参考文献，了解变形监测数据分析与预测的基本原理和方法，了解并学习五种模型，书写开题报告。

（3）4.9-4．15：书写第一章绪论部分，阐述研究的背景、目的和意义。