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***************************************************************************沉降时间序列的预测方法研究罗会来.沉降时间序列的预测方法研究[硕士学位论文].广西大学.2005第一章绪论1.1引言众所周知,在工程的设计、施工、工后沉降控制过程中,沉降分析是不可忽视的问题,工程技术人员都给予极大的重视和严格的分析。无论是公路工程,建筑工程,还是水利工程,地基沉降分析常使人们视作工程成败的关键。如果对地基变形估计不足,小则影响工程的使用,大则引发严重工程事故造成巨大的经济损失「1〕。对于沉降问题,各国学者很早就从理论和实践两方面进行了大量广泛深入的研究,己提出多种沉降预测方法,可谓成果显著。目前,计算沉降量与时间关系的方法有两大类。第一类为理论方法,它包括传统方法和数值方法。传统方法(即经典的沉降计算方法)就是按分层总和法计算最终沉降量,计算分层沉降时考虑初始沉降和固结沉降。计算速率时,则采用Terzaghi的一维固结理论。数值方法则是根据固结理论,结合土的本构模型,计算地基最终沉降量的差分法,有限元法和边界元法。第二类是根据实测资料推算沉降量与时间关系的预测方法,它包括确定性预测方法和不确定性预测方法。确定性预测方法如指数曲线法、对数曲线法、双曲线法、星野法、Asaoka法。不确定性分析方法是随着上世纪90年代以来系统理论及计算科学的发展,而发展起来的方法,已经得到了广泛的应用,如灰色预测法以及人工神经网络方法等等。(谁把这些方法归为不确定反分析,与常规的‘不确定反分析’不一致!!)由于土的工程特性十分复杂、人们目前对土体固结压缩规律的理论研究尚不充分,同时确定性沉降预测方法自身有许多与实际存在较大不符的假设性条件,因此导致沉降预测结果与实测值之间往往存在较大差异。不确定性预测方法区别于确定性预测方法的最大特征在于:其原始数据处理系统可以根据沉降观测数据的变化趋势不断调整,能够及时将实测数据的变化纳入系统,寻找系统内在的规律性,由此得到的沉降预测值也更为合理。沉降预测结果的不理想直接影响到工程建设事业水平的发展,给社会造成了一定的经济损失。众所周知,安全和经济是工程最关心的两个问题。进行地基处理如:桩基、堆载预压、深层地基加固等,无疑是可以解决工程安全问题。但还要进行精确的沉降预测,从而使工程施工在安全前提下更为经济。因此利用不确定性预测方法,对地基沉降预测做进一步的研究应是一件很有意义的工作[2][3].***************************************************************************滨海软土路基最终沉降量预测研究赵明华,郑焕然,刘煜.滨海软土路基最终沉降量预测研究[J].广西交通科技,2003,28(5):13-15+19GUANGXICOMMUNICATIONSCIENCE&TECHNOLOGY摘要:通过对滨海软土特性及路基沉降发展规律的深入讨论,简要介绍了软土路基沉降预测的常用方法,提出软土路基固结沉降-时间过程曲线与社会经济预测中的S型成长曲线极为相似,由此提出和推导了预测滨海软土路基沉降发展规律的龚帕兹预测方法,并结合某滨海大道高速公路软基沉降实测资料进行了计算分析,表明该模型预测效果较好,可供工程应用参考。关键词:道路工程;滨海软土路基;沉降预测;龚帕兹成长曲线FinalSettlementForecastofRoadbedbyOffshoreSoftClay(GeotechnicalInstituteofHunanUniversity,Hunan,Changsha410082,China)Abstract:Inthispaper,basedonadeepdiscussionaboutthecharacteristicsofoffshoresoftclayandthesettlementdevelopinglawofroadbed,somecommonmethodsforforecastingthesettlementofroadbedbysoftclayhavebeenintroducedbriefly.Asthecharacteristicsofconsolidationsettlement-timecurveofsofyclayroadbedisfoundtobeverysimilarwiththeS-typegrowthcurveusedineconomicprediction,theCompertzforecastingmodelwassetuptopredictthesettlementdevelopinglawofroadbedbyoffshoreclay.Comparisonbetweenthepredictedvaluesbythepresentmethodandthemeasureddatafromafreewayroadbedbyoffshoresoftclayshowsagoodagreement,whichindicatesthatthepredictionmodeladvisedhereisreasonableandmaybeadoptedinengineeringpractice.Keywords:Roadengineering;Roadbedbyoffshoresoftclay;Settlementforecast;Compertzgrowthcurve软土路基的沉降预测日益受到工程界的关注,尤其是滨海高速公路,其路基土体具有压缩性高、含水量大、强度低和透水性差等特点,对路基沉降发展规律的探讨更为重要。国外很早就对路基沉降预测方法进行过研究,如lambe(1964年)[1],Tan(1973年)[2]等。目前,沉降预测的方法主要分为两类:(1)利用土的本构模型,采用Biot固结理论进行分析,但因本构模型与工程实际存在较大差距,且计算参数确定困难,预测结果难以令人满意;(2)根据实测沉降数据推算沉降与时间的发展关系,用以预测未来的沉降量。本文拟结合软土路基沉降发展规律,提出采用龚帕兹成长曲线模型来探讨滨海软土路基的沉降规律及其预测。1滨海软土路基的特点及其沉降发展规律滨海软土是在较弱海浪暗流及潮汐的水动力作用下,逐渐停积淤成。一般表层具有0~3m的硬壳层,下部为淤泥夹带粉性细砂透镜体,软土d为4~60m,常含有贝壳及海生物残骸,表层硬壳下,局部中间含有薄层泥炭透镜体[3],通常具有抗剪强度低、压缩性高、沉降量及侧向变形大、渗透性低、结构性强、压缩稳定所需时间长等变形特征。在路堤及车辆荷载作用下,地基土中的应力状态发生变化,从而引起地基变形,出现路基沉降。大量现场沉降观测资料表明,软土路基沉降变化基本经历了发生-发展-稳定-极限的过程。①发生阶段:刚加载时,土体处于弹性状态,土中孔隙水来不及排出,由于土体的侧向变形使土体发生瞬时剪切变形,在荷载增加的最初阶段,沉降呈线性增加;②发展阶段:随着荷载的不断加大和时间的增长,地基土中孔隙水逐渐排出,超静孔隙水压力逐步消散,土体逐渐压密产生体积压缩变形,进入弹塑性状态,随着塑性区的不断开展,测点的沉降速率增长的很快;③稳定阶段:当加载不再增加,孔隙压力接近完全消散,此时固结过程尚未完全完成,且土骨架粘滞蠕变开始出现,测点的沉降将随着时间的推移而继续增加,但沉降速率则逐渐变小;④极限状态:当取时间t足够大时,沉降达到极限状态,沉降速率降为零,此时的沉降为地基的最终沉降量。2常用沉降预测方法简介2.1双曲线法其假定软土路基下沉平均速率以双曲线形式衰减,故某一时刻t的沉降量st为[4]:s1=sd+tα+βt(1)式中sd———荷载施加初期的瞬时沉降量;α、β———由实测s~t曲线经回归分析所求得的计算参数。工程应用表明,采用该法预测软土路基最终沉降量,要求实测沉降时间至少半年以上。2.2星野法星野[5]根据现场实测值提出软土的总沉降量(包括剪切应变的沉降在内)与时间平方根成正比,故有:s1=sd+AKt-t01+k2(t-t0)(2)式中t0———假定瞬时沉降时的时间;A、K———待定参数,可按下述方法求得。将上式改写为直线方程形式:t-t0(st-sd)2=1A2K2+1A2(t-t0)(3)由此可图解得到系数A、K。其适合于荷载瞬时施加情况下的沉降曲线,对逐级加载,需进行修正。(如何修正?)5结语本文结合滨海软土路基沉降发展曲线的特点,重点讨论了软土路基沉降预测方法,可得出如下结论:(1)软土路基沉降发展基本经历了发生-发展-稳定-极限四个阶段,其固结沉降-时间过程曲线的特点与S型成长曲线极为相似。(2)本文引入社会经济预测思想,导得了龚帕兹成长模型预测滨海软土路基沉降发展规律计算公式,并结合某滨海大道高速公路软基沉降实测资料进行了计算分析,表明该模型预测效果较好。(3)滨海软土路基的沉降预测,影响因素众多,本文方法将有待进一步工程验证和完善确。体会主要写你能不能用?如果用,需要作什么改进?参考文献:[1]LAMBE,T.W..Methodsofestimatingsettlement[J].Proc.ASCE,JSMFD,Vol.90(4),1964:915~926.[2]S.B.TAN,Anempiricalmethodforestimatingsecondaryandtotalsettlement,Pro.oftheeighthinter[J].conferenceonsoilmechanicsandfoundationEng.Vol.3,1973.[3]孙更生,
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