戈壁地区高速铁路沉降变形监测与预测研究

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1、学位论文独创性说明本人郑重声明：所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及其取得研究成果。尽我所知，除了文中加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人或集体已经公开发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得西安科技大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：日期：学位论文知识产权声明书本人完全了解学校有关保护知识产权的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于西安科技大学。学校有权保留并

2、向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版。本人允许论文被查阅和借阅。学校可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时本人保证，毕业后结合学位论文研究课题再撰写的文章一律注明作者单位为西安科技大学。保密论文待解密后适用本声明。学位论文作者签名：指导教师签名：年月日论文题目：戈壁地区高速铁路沉降变形监测与预测研究专业：地图学与地理信息系统硕士生：廖世芳(签名)指导老师：刘长星(签名)摘要兰新第二双线铁路是目前我国第一条集“高原、高寒、高

3、速”为一体的铁路，线路沿线主要以戈壁滩为主，自然环境恶劣。为了满足高速铁路高平顺性、高稳定性的要求，保证列车能够安全、平稳、舒适的运行，我们必须对其线下构筑物进行沉降变形监测与预测，掌握沉降变形的发展趋势，提出相应的解决方案，确保高速铁路的安全稳定。本文以兰新第二双线铁路为依托工程，首先阐述了戈壁地区路基的基本工程特性，随后对其沉降变形监测和预测方法进行了深入的研究，具体工作如下：(1)结合兰新第二双线铁路工程的实际情况，对戈壁地区的地质条件及自然环境做了详尽的介绍，并对戈壁地区沉降变形的机理以及发展规律进

4、行了分析研究。(2)通过对现有沉降观测方法的分析研究，结合无线传感器技术及其GPRS技术设计了一套沉降变形自动化监测系统。它主要由监测单元、数据采集单元、数据传输单元和数据监控单元四部分组成。其主要特点为实时、快速、准确、全天候、自动化。(3)结合兰新第二双线铁路工程的实测数据，对所选的4个断面的观测值分别采用双曲线法、指数曲线法、三点法、Asoaka法、泊松曲线法、遗传算法双曲线、灰色系统GM(1,1)和抛物线法进行曲线拟合，并从适用性、稳定性和准确性等方面进行优化比选，对曲线拟合及预测精度做出评价，从而

5、得到稳定性好、精度高、操作方便、适合于戈壁滩地区高速铁路沉降变形预测的方法。经过研究，决定以灰色系统GM(1,1)作为戈壁滩地区高速铁路沉降变形预测的最优方法，以遗传算法双曲线作为次优方法。(4)利用Access、Matlab、VB三种软件，建立起一套完整的沉降预测系统。该系统应包括数据录入、数据修改、数据查询、沉降预测、曲线图形绘制等几个方面。能够实现数据库的管理、数据库的查询和沉降数据的分析预测等功能。关键词：路基；戈壁土；自动化监测；预测模型；最优方法；沉降预测系统研究类型：应用研究Subject：G

6、obiRegionofHigh-speedRailwaySettlementDeformationMonitoringandPredictionofResearchSpecialty：CartographyandGeographicInformationSystemName：LiaoShifang(Signature)Instructor：LiuChangxing(Signature)ABSTRACTLanxinseconddoubletrackrailwayisthefirstsetof"plateau,

7、alpine,high-speed"asoneoftherailwaylinealongthemaindominatedbytheGobiDesert,harshnaturalconditionsinChina.Inordertomeetthehigh-speedrailhighsmoothness,highstabilityrequirements,toensurethatthetraincansafely,smooth,comfortableoperation,wemustbelinestructure

8、ssettlementdeformationmonitoringandprediction,andgraspthedevelopmenttrendofsettlementdeformationproposedsolutionprogramstoensurethesecurityandstabilityofhigh-speedrail.Inthispaper,theLanxinseconddoubletrackra