超软超深地基沉降预测研究

论文摘要

高速公路以其货物损耗低、运输成本低、通行能力大、行车速度高以及行车安全等而成为世界各国公路发展的首要对象。随着我国经济不断的高速发展，将会出现更多的大型土木工程建造在高填方和软弱地基地区。这些地基条件给高等级公路路基、路堤的设计、施工及竣工后道路的正常运营带来诸多问题。在施工时，如对软土高速公路地基沉降预测偏大或过小，或者施工期间忽视了地下水或者降雨等诱因，导致地基处理不当。施工过程监管力度不足，则很容易在筑路过程中出现地基因破坏失稳而滑动，同时伴生较大的沉降、不均匀沉降，以及持续沉降产生较大的工后沉降，由此造成路面的不平整。路基沉降预测与沉降稳定控制指标的确定是路基信息化施工的重要内容。因此必须对它们的工后沉降与差异沉降提出更高的要求。本文以东莞市西部干道为研究背景，对检测断面淤积的软土地基沉降进行系统研究，在其路堤填土施工期间进行连续大量的观测，获得了较多的实测数据。通过对这些实测数据的整理分析，并结合理论研究与计算，得出了本文的主要工作：(1)对软土地基的现状，发展以及沉降机理等理论作出了概括性的分析，并归纳了影响软土地基沉降的影响因素；(2)通过对实测资料的整理与分析，指导施工单位调整填土速率，保证路堤的正常施工；判断路基的稳定性，保证路堤施工的安全和稳定，为软土地基处理的选择提供数据上的支持；(3)利用现场实测的沉降量建立灰色GM(1,1)预测模型对软基的最终沉降进行预测，并采用后验差检验对预测结果进行检验。采用改进灰色预测的3种方法进行预测，结合总体最小均方差法的模型判别理论，通过与传统的指数法和双曲线法做出对比，探求适合研究区软基沉降特点的预测模型。(4)采用摩尔—库仑模型，运用FLAC软件对观测点软基堆载预压沉降进行数值模拟，并将数值模拟结果与沉降监测数据相比较。发现软件模拟计算的结果与现场试验监测值吻合情况较好，验证了模型计算的准确性和实用性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 研究目的及意义
• 1.3 国内外研究现状
• 1.3.1 软土地基沉降计算的发展
• 1.3.2 软土地基沉降的计算方法研究现状
• 1.3.3 软土地基沉降预测方法研究现状
• 1.4 本文主要研究的内容
• 第二章 超软超深地基沉降机理分析
• 2.1 软土的分类及其定义
• 2.2 超软超深地基沉降机理
• 2.2.1 土体压缩变形原理
• 2.2.2 软土地基沉降机理模型
• 2.2.3 超软超深地基的沉降机理
• 2.3 超软超深软土的变形特性
• 2.4 影响超软超深地基沉降的因素
• 第三章 超软超深地基沉降曲线拟合及预测研究
• 3.1 概述
• 3.1.1 研究场地工程地质条件
• 3.1.2 软土层工程试验参数
• 3.2 路基沉降与稳定观测实施
• 3.2.1 沉降板的埋设
• 3.2.2 基准点的选址及转置
• 3.2.3 观测频率
• 3.3 监测数据分析
• 3.3.1 浅层沉降数据分析
• 3.3.2 深层分层沉降数据分析
• 3.4 超软超深地基沉降数据曲线预测
• 3.4.1 指数曲线法
• 3.4.2 双曲线法
• 3.4.3 Asaoca 法
• 3.5 适用性分析
• 3.6 本章小结
• 第四章 超软超深地基沉降灰色预测研究
• 4.1 概述
• 4.2 灰色预测模型
• 4.2.1 灰色模型
• 4.2.2 灰色模型在沉降预测中的应用
• 4.2.3 沉降计算的理论值与灰色模型计算值之间的联系
• 4.2.4 GM（1,1）模型
• 4.3 精度检验
• 4.3.1 残差检验
• 4.3.2 关联度检验
• 4.3.3 后验差检验
• 4.4 灰色预测改进法
• 4.4.1 滑动平均法
• 4.4.2 灰色 Verhulst 修正模型
• 4.4.3 等维信息 GM （1, 1）模型 （新陈代谢模型 ）
• 4.5 灰色预测结果分析
• 4.6 本章小结
• 第五章 地基沉降 FLAC 建模分析
• 5.1 FLAC 软件概述
• 5.1.1 FLAC 软件的基本原理
• 5.1.2 FLAC 建模方法
• 5.2 摩尔—库仑本构模型
• 5.2.1 摩尔一库仑模型的选择
• 5.2.2 摩尔一库仑模型增量弹性法则
• 5.2.3 摩尔—库仑模型屈服函数和势函数
• 5.2.4 摩尔一库仑模型塑性修正
• 5.3 FLAC 软件建模计算
• 5.3.1 模型的建立
• 5.3.2 计算结果及分析
• 5.4 结果差异分析
• 5.5 本章小结
• 结论与展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录（攻读硕士学位期间发表的论文）