灰色模型要求建模数据必须是等时距的,这里利用前面得到的实测沉降数据的 Spline插值点进行建模。为了和曲线拟合法的预测效果具有可比性,这里仍然选取 550~665d(共24个样本数据)的沉降时间序列值建立灰色 Verhulst 建模。本书运用 MATLAB 7.1软件编制了灰色Verhulst模型的求解和预测程序,得到灵霓海堤N5+850断面 CJPB-3 沉降盘监测数据的灰色Verhulst模型的时间响应式为
温州浅滩软土工程特性及固结沉降规律研究
其中,模型的发展系数a=-0.0664,灰色作用量b=2.4836×10-4。
利用式(5.44)对该断面的建模样本进行等时距沉降拟合,得到上述灰色 Verhulst模型之拟合结果及误差检验如表5.11所示。
表5.11 灰色 Verhulst 模型误差检验表
续表
根据表5.11 中的原始沉降数列及非零残差数列,对该灰色 Verhulst 模型的后验差检验结果为:后验差比值C=0.024,小误差概率P=1,则灰色 Verhulst 预估模型的精度等级为1级(好)。所以,利用得到的灰色 Verhulst 模型时间响应式(5.68)对灵霓海堤N5+850断面地基665d之后的沉降进行预测,结果如表5.12所示,灰色Verhulst模型拟合/预测曲线与实测曲线对比如图5.13所示,其残差图如图5.1 4所示。
表5.12 灰色 Verhulst 模型预测值与实测值对比
图5.13 N5+850断面灰色 Verhulst 模型预测曲线与实测曲线对比
图5.14 N5+850断面灰色 Verhulst 模型预测残差图
由表5.11、5.12 和图5.13、5.1 4可知,灰色 Verhulst 模型预测精度等级为1级(好),推测N5+850断面地基的最终沉降量S∞=267.4 cm。灰色Verhulst模型预测结果的平均残差为-0.3 cm,平均相对误差为-0.13%,预测值略大于实测值,其拟合及预测效果和前述曲线拟合法中的Pearl曲线模型法接近,预测结果和实测值接近,且曲线收敛性较好,该法适用于短、中、长期预测。