1、隨著隧道技術(shù)的迅猛發(fā)展和運(yùn)營(yíng)的需要，隧道工程的建設(shè)進(jìn)程也日益加快。這對(duì)隧道的建設(shè)規(guī)模、造型和難度都提出了更高的要求。隧道的安全運(yùn)營(yíng)直接關(guān)系到國(guó)民經(jīng)濟(jì)的生產(chǎn)進(jìn)程。因此，對(duì)大型隧道進(jìn)行變形監(jiān)測(cè)，以及對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)如何分析處理就顯的尤為重要。為此，本文給出了隧道沉降和整體變化狀態(tài)分析的模型方法。
　　首先，本文對(duì)隧道變形監(jiān)測(cè)的意義、國(guó)內(nèi)外變形監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展研究現(xiàn)狀以及變形監(jiān)測(cè)基本的數(shù)據(jù)分析方法等進(jìn)行了論述和總結(jié)。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)隧道數(shù)據(jù)的特

2、點(diǎn)，總結(jié)了多個(gè)適合隧道數(shù)據(jù)分析的方法;并且針對(duì)這些處理方法的優(yōu)缺點(diǎn)，選擇了一種適合隧道變形趨勢(shì)分析的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法;然后利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法模擬隧道未來的變形趨勢(shì)。
　　其次，系統(tǒng)地闡述了經(jīng)驗(yàn)正交函數(shù)(EOF)的基本原理以及在隧道變形數(shù)據(jù)時(shí)空變化規(guī)律中的應(yīng)用。與其它方法相比，對(duì)于要素場(chǎng)空間分布特征以及時(shí)間變化特征的靈活反映，是EOF分解方法的獨(dú)特之處。它的優(yōu)點(diǎn)是可將要素場(chǎng)分解為與空間無關(guān)的時(shí)間函數(shù)和空間函數(shù)兩部分。空間函數(shù)部分即空間主分

3、量是不隨時(shí)間變化的，是由變形要素場(chǎng)的主要特征所決定的。因此，只需要取前幾個(gè)特征值比較大的主分量即可。這幾個(gè)主分量就可以充分地描述出變形要素場(chǎng)的主要特征。重點(diǎn)討論和研究了利用EOF建立隧道監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的處理理論、方法和模型，并提出了經(jīng)驗(yàn)正交函數(shù)(EOF)與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的趨勢(shì)預(yù)測(cè)方法。
　　然后，結(jié)合克拉2西氣東輸管線鹽水溝隧道監(jiān)測(cè)預(yù)警工程進(jìn)行實(shí)例分析，對(duì)變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分別進(jìn)行限差分析、利用EOF進(jìn)行隧道變形時(shí)空變化狀態(tài)分析，通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

4、算法進(jìn)行時(shí)間內(nèi)插、空間內(nèi)插和空間外推方法試驗(yàn)，并利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法對(duì)隧道的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)間外推，對(duì)隧道未來的變形狀態(tài)進(jìn)行趨勢(shì)預(yù)測(cè)。
　　最后，采用EOF和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的方法對(duì)隧道未來變形趨勢(shì)進(jìn)行分析。該方法是先利用經(jīng)驗(yàn)正交分解(EOF)方法對(duì)鹽水溝隧道數(shù)據(jù)進(jìn)行空間分布特征和時(shí)間變化特征分解之后，通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法預(yù)測(cè)未來的時(shí)間分布函數(shù)，再對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行恢復(fù)得到隧道變形預(yù)測(cè)值。
　　通過對(duì)經(jīng)驗(yàn)正交分解和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)兩種模型的研究，初

5、步得到以下結(jié)論:
　　1.經(jīng)驗(yàn)正交函數(shù)(EOF)分解模型可以很好地對(duì)隧道監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分解，通過對(duì)鹽水溝隧道累積位移的空間分布特征和時(shí)間狀態(tài)函數(shù)分析，較好地得到了隧道的時(shí)空變形特征，該方法對(duì)隧道數(shù)據(jù)空間分析具有較好的現(xiàn)實(shí)意義和指導(dǎo)意義。
　　2.借助于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，結(jié)合鹽水溝隧道的變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，建立了隧道的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型，對(duì)多組數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)間內(nèi)捅、空間內(nèi)插和空間外推實(shí)驗(yàn)，通過實(shí)測(cè)值和預(yù)測(cè)值的比較，證明了該方法的可行性;也為

6、監(jiān)測(cè)周期不規(guī)律和部分監(jiān)測(cè)點(diǎn)不能準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)提供了可行的解決方法。并對(duì)未來一年內(nèi)隧道的變形趨勢(shì)進(jìn)行分析，結(jié)果表明隧道變形趨于穩(wěn)定，無變形異常。
　　3.結(jié)合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和EOF的思想，建立EOF與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的變形趨勢(shì)預(yù)測(cè)模型。通過鹽水溝隧道的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)分析，與實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本符合，證實(shí)了該方法的可行性。又結(jié)果表明，EOF與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的趨勢(shì)預(yù)測(cè)模型可以很好地預(yù)測(cè)隧道的未來變化趨勢(shì)。
　　4.研究結(jié)果表明，鹽水溝隧道地震前后的形變特征是