高速铁路深厚软土层中CFG桩板路基沉降预测方法研究

论文摘要

在软土层地区修建高速铁路时,路基的沉降变形往往成为首要的控制因素。因为过量沉降或不均匀沉降将导致线路运营条件恶化、乘客舒适度降低,甚至危及行车安全。因此获取沉降资料十分重要,一方面可以确保工程在施工过程中的安全；另一方面,正确的预测沉降,可以把工后沉降控制在允许范围之内。因此,对沉降变形进行预测,具有重要的实际工程意义。目前,路基沉降预测方法众多,但各有优缺点且适用范围、应用条件不一,本论文对在深厚软土层区采用CFG桩+板加固路基其填筑预压不少于五个月后的实测沉降数据分析,发现其沉降变形量级较小,且波动相对较大。在软土路基等较大变形的沉降预测中得到最广泛的应用的曲线拟合法是否适用于这种沉降变形的情形还有待于进一步研究,因此,结合这种路基沉降变形量级小、数据相对波动大等特点,对沉降预测方法进行系统分析和优化比选,探讨曲线拟合法的适用性。本文研究的主要内容：选择了双曲线法、指数曲线法、Asaoka法和灰色系统法等四种预测方法以及改进指数曲线法,结合高速铁路路基沉降的实测数据,进行试验性评估计算,分析各种预测方法的适用性,并通过实测数据与预测数据对比,研究各种预测方法的误差大小以及时间起点、时间段的选择对预测精度的影响。由于指数曲线法对沉降变形观测数据的单调性有着严格的要求,局部数据的小幅度起伏变化都可能导致无法进行预测计算,因而把三点法选点的思想引入指数曲线模型,对指数曲线法进行了改进。实例分析表明,改进指数曲线法具有较好的稳定性,而对三点的选取尽可能选在“拐点”之后。通过优化比选研究发现：改进指数曲线法能较好地反映沉降的发展趋势,回归相关系数较高,预测误差较小,对数据异常变化的敏感性强,能及时发现沉降变形趋势存在问题的断面,对于高速铁路路基沉降变形预测而言,作为最优方法予以推荐采用。Asaoka法和灰色系统法次优,相关系数较高,适用性较强,可以对改进指数曲线法预测结果进行必要的对比验证。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 选题的背景和意义
• 1.2 国内外相关研究发展及现状
• 1.2.1 高速铁路研究发展及现状
• 1.2.2 沉降预测研究概况
• 1.3 本论文的主要工作
• 第2章 高速铁路路基沉降监测方案及沉降特征
• 2.1 概述
• 2.2 监测断面布设原则
• 2.3 监测方案
• 2.3.1 沉降观测网的建立和变形观测精度
• 2.3.2 沉降观测要求
• 2.4 观测数据的特征
• 2.5 小结
• 第3章 路基沉降变形预测方法
• 3.1 沉降数据预处理
• 3.1.1 奇异值检验
• 3.2 统计分析方法
• 3.2.1 散点图与回归分析
• 3.2.2 双曲线模型
• 3.2.3 指数曲线模型
• 3.2.4 Asaoka曲线模型
• 3.3 动态预测方法
• 3.4 模型精度的检验
• 3.5 小结
• 第4章 高速铁路路基现场监测与沉降预测研究
• 4.1 概述
• 4.2 现场监测与分析方法
• 4.2.1 现场工况
• 4.2.2 分析方法
• 4.3 双曲线法
• 4.4 指数曲线法
• 4.4.1 改进指数曲线法
• 4.4.2 改进指数曲线法检算
• 4.5 Asaoka法
• 4.6 灰色系统法
• 4.7 预测成果综合分析
• 4.8 小结
• 结论
• 致谢
• 参考文献