您现在的位置:首页 > >

指数曲线模型在公路路基沉降预测中的应用研究

发布时间:

龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 指数曲线模型在公路路基沉降预测中的应用 研究 作者:孟广文 来源:《价值工程》2014 年第 20 期 摘要: 在软基上修建高速公路时,为保证公路质量一般需要对地基进行加固,为检验加 固效果和优化施工,可根据实测数据对沉降发展进行预测,因此选用经验公式法的指数曲线模 型,提出利用 Origin 软件的拟合功能对实测数据进行拟合,计算得到最终沉降、剩余沉降和沉 降发展曲线,评价地基处理效果以及指导施工。 Abstract: The foundation reinforcement is generally required in order to ensure the quality when the highway is constructed on soft foundation. To test the effect of reinforcement and optimize construction, predicting the settlement development according to the measured data is one of the effective methods. Therefore by fitting the measured data through the exponential curve model of empirical formula method in the origin software, the final settlement, the residual settlement and settlement developing curve could be calculated, and the evaluation of foundation treatment effect and guide the construction could be achieved. 关键词: 沉降预测;指数曲线模型;软土地基 Key words: settlement prediction;exponential curve model;soft foundation 中图分类号:TU433 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2014)20-0081-02 0 引言 20 世纪 30 年代美国和德国开始修建高速公路。50 年代至今,高速公路快速发展,在全世 界 60 多个国家总里程已超过 14 万 km。中国从 80 年代发展高速公路以来,几十年里我国高速 公路建设取得了飞速发展。目前,我国高速公路里程位居世界第二,但是由于我国幅员辽阔, 人口众多,现有的高速公路仍满足不了经济发展的需示,因此目前全国各地仍在有条不紊地进 行着高速公路的建设[1,2]。 我国广泛分布着软土,其具有强度低、变形大、透水性小等特点,在这类地基上修建高速 公路,一般需要采用预压法、复合地基法等方法进行地基加固。对于高速公路,路基的稳定性 一般都能得到保证,但是软土地基的沉降变形却难以有效控制,实际工程中往往存在路基开 裂、桥头跳车等问题。因此,选择合适的方法对沉降进行较为准确的计算和预测,选择合理的 施工时机,是减小工后差异沉降,满足高速公路通行能力和行车舒适性的重要保障。 龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 国内外关于软基沉降的计算方法很多,分层总和法[3-5]、应力路径法[6]、有限单元法无 单元法[7]、有限层理论法、边界元法[8]等方法,在设计和研究中应用较为普遍,但大量的工 程实践表明,理论计算出得到的地基沉降往往存在精确度的问题,一方面是理论计算时做了各 种假设,另一方面是受计算时参数取值问题的影响。而以实测资料为基础,通过如下介绍的一 些方法来预测最终沉降,是目前高速公路建设常采用的方法,其精度较高,计算结果较为可 靠。因此,国内外许多学者对此进行研究,在进行了大量的理论分析和试验研究的基础上,提 出不少软土地基沉降的估算方法,较为常用的有经验公式法(如双曲线模型、指数曲线模型、 verhulst 模型、Logistic 模型、抛物线拟合法以及由此派生的修正双曲线法等等)[9]、Asaoka 法[10]、灰色理论法[11, 12]、人工神经网络[13]等,其中经验公式法中的指数曲线模型依据 太沙基固结度计算工后沉降,有一定的理论依据,可以较为准确的预测加载完成后的地基沉 降,且其指数公式较适合用 origin 软件进行数据拟合,因此本文采用指数曲线法对沉降进行预 测计算。 1 指数曲线模型 指数法又称三点法,该模型是从土层*均固结度为时间的指数函数出发,依据固结度方程 和固结度定义得出的: St=(1-Ae-Bt)S∞ (1) 其中,S∞为最终沉降量,t 为时间,St 为 t 时刻的累计沉降量,A、B 为拟合参数。 根据式(1),从实测沉降历时关系曲线上选择荷载停止施加后的三个时刻 t1,t2 和 t3, 并且使 t2-tl=t3-t2,由式(1)可推出指数曲线法的最终沉降量计算表达式如下: S∞=■(2) 式(2)中:S1、S2、S3 为分别对应的时刻 t1、t2、t3 时的沉降量。由于存在极限,理论 上可肯定当 t 越大,S∞越接*某一数值即最大沉降量。 在利用式(2)进行实际应用时,需注意观测时间间隔的一致性,且只能计算得到最终沉 降无法获得沉降发展曲线,而时间间隔不一致时 t2-tl=t3-t2 将不易满足,此时可能会导致较大 误差。而数据处理软件 origin 具有强大的数据拟合功能,只要给出准确的观测数据,无论观测 时间间隔是否一致,均可拟合得到较为准确的计算结果,并且可以获得预测的沉降发展曲线, 因此本文计算时直接采用式(1)进行数据拟合从而得到最终沉降和沉降发展曲线。 2 算例 本文以河北省京台高速公路廊坊段为例,该公路沿线 53km 分布有


热文推荐
猜你喜欢
友情链接: 团党工作范文 工作范文 表格模版 社科文档网 营销文档资料 工程文档大全