Ｅ 育管理 灰色系统理论应用研究的 现状及展望 周珩广西粮食设计院 基极限承载力是可行的，且具有较高的预测精 度，从而使过去的大量荷载结果得以利用。（２） 对于强夯地基平板载荷试验当加载到未出现按 相对变形控制法确定所需的沉降时，可以用灰 色系统理论进行外推预测承载力，然后按相对 变形控制法确定承载力特征值。（３）对于强夯地 基平板载荷试验可以按相对变形控制法确定承 镬 蠢ｉ囊ＩＩ蕾繇灰色系统分析是基于信．ｓ的非完全 剔除旧信息，充分利用反映系统的最新信息进ｌ 测地基极限承载力，按极限荷载值法确定，然 性建立的一套全新的概念和方法。其研究目的在 行动态预测．将会使灰色系统理论模型达到更 后取两者小值作为特征值。 于根据已知信息建立数学模型，从而预测系统的 佳的预测效果。 杜悔金、张凯、杨艳秋应用灰理论的ＧＭ 载力特征值时，也可以用灰色系统理论进行预 砖引玉的作用蒌 展，希望对灰色理论的研究起到抛 联分 ， ｈ 未毒口堡§・．冬孝简 竺璺 ！查 苎统墨尊蔓警１ 李清富、张江威建议了一种改进的灰色关 ‘ ‘。 川…… ． ｉ ；的盖甬， 计 ｆ 程８根桩基的荷载试验实测资料，运用灰理论， （１，１）预测模型于桩基工程研究，根据某工 滔 灰色系统・美联度，预测模型 薹 篙盒 雪 薯 篓 兰 色系统，是指既有已知信息又含未知信息的系１分析、推断结构的状态。由于影响结构振动响 统，是研究分析、建模、预测、决策和控制的 应的因素众多，各因素之间以及各因素与振动参 建立了预测桩基极限承载力和桩顶沉降的非等 步长ＧＭ（１，１）模型，实现了对桩基Ｑ—Ｓ曲线 承载力和桩顶沉降的预测值，论证了灰色系统 理论对基桩极限承载力和桩顶沉降进行预测的 灰色系统理论（Ｇｒｅｙ Ｔｈｅ０ｒｙ），又称灰Ｊ方法是利用结构的振动响应和系统动态特性来 的拟合，由有限的实测数据分析得到基桩极限 理论。２０世纪８０年代初，该理论由我国邓聚龙１数之间的关系复杂，并且结构的损伤程度大小与 意义。并利用工程实例，应用ＭＡＴＬＡＢ进行辅 教授提出，他认为系统内部特性确知的为白色 各振动参数之间很难建立确定的数学关系・因 助分析。计算速度快，预测精度高，在实际工 系统，内部特性未知的为黑色系统，内部特性 此，结构的损伤识别问题可视为一个典型的“灰 程中具有较高的应用价值。 部分确知、部分未知的为灰色系统，灰色系统 色系统问题”，可运用灰色系统理论来研究。基Ｉ 指相对于一定的认识层次，关于系统内部的信 本思想为拟以完好结构的动态响应序列为原始 息部分已知、部分未知，既信息不完全。系统 序列，以实测现有结构的动态响应序列为比较序 内部的信息是指关于系统因素的信息、关于系 列，通过计算两者之间的关联度来分析诊断现 统结构的信息和关于系统作用原理的信息。目 有结构的损伤程度。邓氏灰关联度计算仅为一 前该理论已经广泛应用于农业、经济、医疗、 个相对值，并不具有唯一性，而该作者提出绝 灰色理论经过短短几十年的发展，已能 成功用于社会、经济等各个方面领域，成为预 测、决策、分析和控制的有力工具。但是作为 一门发展了几十年、不确定的模糊科学，也还 有着自身很多的不足之处，还有着很多有待完 究 善的地方，还需要大量的科研人员对其进行研 生态、水利、气象、地质、军事、文化、交 对关联度的计算，即按照序列曲线变化态势的 ｆ通、管理、工业控制等几十个领域。下面介绍 接近程度来计算关联度。选用频率作为特征参 些在工程上的一些应用，简述灰色系统理论 数，取简支矩形钢梁模型作验证，Ｌ ８００ｒａｍ， 的现状研究。 ｂ １０ｒａｍ，ｈ ６０ｍｍ，分别用改进前及改进后的Ｉ 一秦文权、王星华、雷金山、王俊辉将灰ｌ方法进行灰关联分析，并与该梁的实际损伤结 色理论应用于填石路堤沉降的预测中，能满足 果作对比，分析结果与实际的情况吻合良好。 工程的要求。山区高速公路修建过程中，大量 即随着计算关联度的减小，损伤程度或可能性 采用填石路基。填石路基的变形可分为两部 逐渐变大。而且经对比，利用该方法，可以方便 分：一部分为瞬间变形即加荷以后立即发生的 地识别结构是否出现损伤，并能定性的给出损伤 变形；另一部分为在较长的时间内持续发展的 程度的大小，改进后方法的预测效果更符合实 变形，反映出堆石变形具有蠕变性质。这两部 际。 分变形各自遵循不同的规律，由于沉降过程较 尹科、李广平将灰色系统理论运用于强夯 长且变化过程较为复杂，沉降结果往往较难预 地基检测中，用平板载荷试验检测强夯地基， 测。因此，秦文权教授等，结合河南省洛阳至 通常因为平板载荷试验未压至破坏，而不易较 南阳高速公路分水岭至南阳段填石路堤沉降监 准确的确定地基承载力特征值。尹科等运用灰 测资料。对填石路堤沉降随时间的变化过程作 色系统理论的ＧＭ（１，１）预测模型，对强夯地基 了简要分析。在此基础上，建立了适合路堤沉 平板载荷试验的Ｐ—ｓ曲线进行了预测分析，以 降预测的ＧＭ（１，１）沉降预估模型及其参差模型。 确定强夯地基承载力特征值。对今后强夯地基 并应用于该公路路堤沉降的预测。与实测数据 承载力检测方法及评判标准的改进与完善，具 对比，有较高的精度。结论：①基于填石路堤 有参考意义。通常乎板载荷试验承载力特征值 的变形特点，采用负指数曲线拟合路基沉降一 的确定方法有３种：比例界限荷裁值法、极限荷 时间关系，其与沉降的变化趋势吻合较好，从 载值法、相对变形控制法，然而这３种方法对于 而证实了应用灰色系统理论预测填石路基沉降 强夯地基具体情况在实际检测中将遇到难以评 的可行性。②以灰色系统ＧＭ（１，１）模型为原 判情况。地基承载力与沉降关系非常复杂，难 型，运用最小二乘法优化模型参数后，与原模：以全面准确的确定，可以用灰色系统理论来分 型相比，优化模型预测精度会有显著提高。③ 析预测。结果其预测结果与实际工程相比较， 由于沉降的观测历时较长，加上外界条件的复 模型预测符合精度要求，能用于该工程预测ａ 杂多变性，需要对预测模型不断增加新信息， 结论：（１）灰色理论用于外推承载力或预测地