[发明专利]倾角传感器测量基坑深层水平位移的误差分析方法

权利要求书

1.一种倾角传感器测量基坑深层水平位移的误差分析方法，其特征在于，包括以下步骤：

分段误差分析：

S10、通过有限元分析软件对基坑开挖过程中的变形量进行模拟计算，得到拟合曲线函数F(x)，对所述拟合曲线函数F(x)进行求导得到倾角函数f(x)；

S20、假设所述基坑的深度为L，将所述基坑等分为n段区域，并在每段所述区域的中点布置一个倾角传感器；

S30、将第i个所述倾角传感器的位置坐标代入所述倾角函数f(x)，得到第i段区域的倾角计算值θ_m，将所述倾角计算值θ_m的正切值乘以分段长度即可得到该段的中间挠度值Δy_i，采用分段叠加法对每段所述区域的中间挠度值Δy_i进行叠加，即可得到挠度计算值y_i；

S40、将第i段所述区域的末端位置坐标代入所述拟合曲线函数F(x)，得到该点的挠度理论值Y_i；

S50、选取不同的分段数n，分别比较不同所述分段数n的挠度计算值y_i与所述挠度理论值Y_i的误差，用以判断所述分段数n对挠度值误差的影响；

测量误差分析：

S60、选用相同的分段数n以及相同测量精度δ_D的倾角传感器，以所述倾角理论值θ_i作为数学期望，以所述倾角传感器的测量精度δ_D作为标准差，分别构建每个所述倾角传感器的倾角计算值θ_m的正态分布；

S70、采用蒙特卡罗法对每个所述倾角传感器进行s次挠度模拟测量，得出95％置信度绝对误差区间以及95％置信度相对误差区间；

S80、选用不同的分段数n以及不同测量精度δ_D的倾角传感器进行两两组合，得出各种组合结果的95％置信度绝对误差区间以及95％置信度相对误差区间，当所述95％置信度相对误差区间的误差最小时，该分段数n和测量精度δ_D为最佳组合。

2.根据权利要求1所述的倾角传感器测量基坑深层水平位移的误差分析方法，其特征在于，步骤S10具体包括：

S10a、使用所述有限元分析软件对所述基坑开挖过程中的变形量进行模拟计算，得到若干散点变形值；

S10b、将所述散点变形值导入Matlab的Curving Fitting工具箱中存储，并对所述散点变形值进行曲线拟合，得到所述拟合曲线函数F(x)；

S10c、对所述拟合曲线函数F(x)进行求导，得到转角函数f(x)：

f(x)＝F′(x)。

3.根据权利要求2所述的倾角传感器测量基坑深层水平位移的误差分析方法，其特征在于，步骤S30具体包括：

S30a、将第i个所述倾角传感器的位置坐标x_i代入所述倾角函数f(x)，得到第i段所述区域的倾角计算值θ_m：

θ_m＝f(x_i)；

S30b、所述倾角计算值θ_m的正切值乘以分段长度即可得到该段的中间挠度值Δy_i，则第i段所述区域的中间挠度值Δy_i为：

S30c、采用分段叠加法将每段所述区域的中间挠度值Δy_i进行叠加，即可得到所述挠度计算值y_i，则第1段至第i段所述区域的挠度计算值y_i为：

4.根据权利要求3所述的倾角传感器测量基坑深层水平位移的误差分析方法，其特征在于，步骤S60具体包括：

选用相同的分段数n以及相同测量精度δ_D的倾角传感器，以所述倾角理论值θ_i作为数学期望，以所述倾角传感器的测量精度δ_D作为标准差，分别构建每个所述倾角传感器的倾角计算值θ_m的正态分布：

将所述倾角理论值θ_i及所述测量精度δ_D代入正态分布公式，即可得出所述倾角传感器的倾角计算值θ_m的正态分布曲线：

5.根据权利要求4所述的倾角传感器测量基坑深层水平位移的误差分析方法，其特征在于，步骤S70具体包括：

S70a、采用蒙特卡罗法对每个所述倾角传感器的挠度计算值y_i进行模拟计算，对每个所述倾角传感器进行s次的随机取值，并做s次的挠度模拟测量：

S70b、计算每个所述倾角传感器的模拟测量均值y_m和模拟测量标准差δ_m，并与所述挠度理论值Y_i进行比较，得出95％置信度绝对误差区间以及95％置信度相对误差区间：

95％置信度绝对误差区间：(y_m-2δ_m，y_m+2δ_m)；

95％置信度相对误差区间：