高速铁路软土路基沉降预测

通过实测资料分析了高速铁路堆载预压软土路基沉降规律,其沉降发展过程可分为填筑阶段—恒载阶段—堆载预压阶段—卸载阶段,沉降曲线与S形成长曲线类似.利用最小二乘法,以组合模型的误差平方和最小为目标函数来确定最优加权系数,建立了加权组合预测模型.采用Origin软件分别拟合Gompertz曲线和Logistic曲线,基于组合模型思想求得加权系数,进而求得组合模型预测值.研究结果表明,加权组合模型能吸收不同单一预测模型的优点,其预测精度比单一模型更高.     

变权重组模型在路基工后沉降预测方面研究

利用Verhulst模型和双曲线法变权分配组合建立了变权重组模型,并应用于普通压实路基及回填路基的工后沉降预测,结果显示大大提高了预测精度,而且在普通压实路基工后沉降预测具有更好效果。     

一种基于时序可变加权系数的组合预测模型

为了提高预测精度,提出了时序可变加权系数的组合预测模型。以组合预测模型的误差平方和最小为优化准则,建立最优的非负可变加权系数的组合预测模型,计算不同时刻单项预测模型的最优加权系数。利用时间序列ARMA模型对可变加权系数进行预测,进而得到组合预测结果。算例表明,时序可变加权系数组合预测模型综合利用了各个单项预测模型的重要预测信息,其预测误差远小于各单个模型的预测误差,预测精度更高,模型实用性更强。     

GM(1,1)-星野法沉降预测模型研究与应用

围绕目前高速公路路基沉降预测精度不高,预测方法适用性不强等问题,基于组合预测理论,借助MATLAB计算软件,将基于灰色理论的GM(1,1)预测模型和星野法沉降预测模型线性组合,以组合预测误差的平方和最小为标准确定两种预测方法的权重系数,提出GM(1,1)-星野法组合预测模型。结合广东某高速公路施工期以及运营期路基实测沉降数据,GM(1,1)-星野法组合预测模型预测结果较两种方法单独预测结果具有更高的预测精度,工程适用性更强。     

灰色加权模型在深基坑变形预测中的应用

深基坑的变形及其预测是工程建设中经常遇到的重要问题,论文对加权灰色模型应用于该领域作了探讨。在进行加权模型理论计算的基础上,以深基坑实际变形监测资料为基础,利用原始模型结果作为比较基础,对加权模型进行了变形预测计算。对比结果表明,时距权重模型的原点误差相对于原始模型大为减少,模型的预测精度也得到了很大的提高,加权模型可以很好的应用于基坑变形的预测与分析。     

基于灰色Verhulst模型的公路路基沉降预测研究

结合公路软土路基沉降监测数据,本文研究了灰色Verhulst模型和双曲线模型在公路路基沉降预测中的应用,建立了任意时间间隔的灰色Verhulst模型.计算得出了灰色Verhulst模型和双曲线模型对公路路基沉降量预测结果,并与监测结果进行比较,结果表明灰色模型的预测沉降量与实际沉降量更接近,精度更高,更能满足工程需要.     

基于遗传算法的BP神经网络在轻质路基沉降预测中的应用

为更好地掌握轻质路基施工过程中的沉降变形情况,选取宁芜保通线部分轻质路基沉降监测数据,在BP(back propagation)神经网络模型的基础上,采用遗传算法对其进行优化,并将优化后的模型应用于轻质路基沉降预测。结果表明：遗传算法优化的BP神经网络在全局搜索能力和收敛能力方面具有明显优势;在轻质路基沉降预测任务中,多数预测结果的相对误差集中在更低的范围内,监测点1和监测点2预测结果的模型评价指标MAE、RMSE、MAPE分别为0.017 mm、0.021 mm、0.679%和0.013 mm、0.016 mm、1.395%,预测结果拟合程度高,误差小,模型泛化能力强。因此,遗传算法优化的BP神经网络的沉降预测模型具有可靠的预测效果与预测精度,在实际工程中可行性较高,可作为轻质路基沉降预测和预警的一种辅助手段。     

顾及系数矩阵结构灰色Verhulst-TLS 估计及路基沉降变形预测

针对观测值存在误差时,灰色Verhulst 模型的白化方程系数矩阵同样包含误差,如果再使用最小二乘方法进行求解,计算出的模型参数是有偏的,而路基沉降预测精度要求越来越高,对此,提出了一种顾及系数矩阵误差结构的总体最小二乘新算法,该算法顾及系数矩阵误差及其特殊结构,考虑误差全面,减少未知参数个数,预测精度高,可广泛用于路基沉降预测。     

混沌时间序列在路基工后沉降中的应用

在混沌理论的基础上,通过路基变形的历史数据记录,对路基变形进行分析,利用混沌时间序列的最大Lyapunov指数和全域法来预测路基的最终沉降.预测的结果显示,最大Lyapunov指数和全域法的预测可行,结果比较令人满意.同时与一些常规的预测方法进行比较,确定出路基的最终沉降,对路基进行卸载.     

基于时间序列与DEGWO-SVR模型的隧道变形预测方法

为了对准确预测隧道变形的非等距性及复杂非线性特征,结合时序分析理论、差分进化算法(DE)、灰狼优化算法(GWO)和支持向量回归机(SVR)模型,提出新的隧道变形预测模型. 利用3次样条函数插值法将非等距监测数据等距化;基于时间序列原理将变形分解为趋势项及平稳随机项,并采用所提模型分别对2个分解项进行预测;将各位移分量叠加,实现隧道累积变形的预测. 以重庆市兴隆隧道实测拱顶沉降为例,预测前方ZK37+900和ZK37+910断面拱顶沉降,并与已有模型进行对比. 结果表明：所提模型预测的均方根误差分别为0.193 7 、0.086 9 mm,平均绝对百分比误差分别为1.21%、0.55%,相关系数分别为0.997 1、0.992 8. 相比于已有模型,所提模型的预测精度更高、误差更小,具有更好的适用性及应用前景.     

不同填料顺序下路基沉降分析

针对杨林船闸原状淤泥质土,进行一维压缩试验,研究一次加荷和多次加荷试验下的固结特性。结合典型路基断面,运用ABAQUS软件建立时间硬化蠕变模型和D-P弹塑性模型,得到不同填料顺序下杨林船闸附近高速公路路基工后沉降。试验表明,多次加荷试验下,主、次固结的分界点时间变大,即多次加荷试验主固结完成时间大于一次加荷试验主固结完成时间。模拟结果显示,未考虑蠕变情况下路基沉降量小于考虑蠕变情况下路基沉降量。把蠕变考虑进来时一次填料计算的沉降量大于多次填料计算的沉降量,同时也验证了多次加荷可有效降低次固结沉降。     

基于TQI与沉降关联性分析的高铁路基服役状态监测

普速铁路常用的有损检测不适用于高铁无砟轨道，目前，高铁路基状态检测多依赖于轨检车无损方法，但轨道质量指数（TQI）仅代表轨道几何状态，无法直接反映路基服役状态且无法判定病害程度。鉴于此，以沪宁城际高铁为对象，采用轨检车检测与工后沉降观测手段，开展高铁路基服役状态监测研究。在绘制全线TQI数据图及工后沉降曲线的基础上，针对TQI与沉降超限做关联性分析，结合地质雷达、波速仪等下部结构探查，提出了"TQI+沉降值+下部扫描"比对筛查的高铁路基服役状态监测方法，并与路基病害工况进行对比验证。结果表明：TQI异常与沉降超限无互相包含关系，且极大值区间互不对应；对比TQI超限次数与幅度，沉降超限与TQI超限次数的相关性更大。相比于侧重TQI评定的传统方法，核减了TQI超限的非病害工况，增加了TQI未超限的病害工况，与高铁现场实际工况更相符。     

土工格室加固铁路软弱基床的有限元分析

在分析土工格室加固铁路软弱基床机理的基础上,结合工程实例,对土工格室加固铁路软弱基床进行了三维有限元分析。计算中采用Drucker-prager模型模拟土体的材料非线性,采用三维薄膜单元模拟土工格室的立体加筋性能。计算结果表明：土工格室模量越大加筋效果越显著;基床填料模量的增大对减小土工格室加筋基床的总沉降和差异沉降有较明显的效果,而对减小基床土的水平位移影响较小;填料模量的增大对减小路堤底面附加应力有显著效果,可使路堤底面附加应力分布更为均匀。     

基于DEM-MFBD方法的有砟轨道路基不均匀沉降影响分析

针对有砟轨道路基不均匀沉降现象,开展有砟轨道结构整体变形分析。基于离散元—多柔性体动力学耦合方法(DEM-MFBD),建立了一种简化的2.5维有砟轨道耦合模型,并将其用于有砟轨道细观力学特性研究。基于此耦合模型特性,提出荷载及刚度折减方法,对不同路基沉降波长、幅值下有砟轨道结构整体受力变形进行计算分析,在此基础上研究路基不均匀沉降对轨枕空吊的影响规律。结果表明：路基沉降幅值和波长的增加均导致轨道不平顺明显增大,并促使道床应力集中位置外扩;钢轨沉降面积与路基沉降面积的比值(S₁/S₀)可以反映轨枕空吊情况;路基沉降幅值为10~15 mm时出现轨枕空吊,建议沉降限值不超过10 mm,以便工务部门控制轨枕空吊和轨道不平顺等病害。     

基于正态信息扩散原理的路基沉降模糊可靠度分析

基于正态信息理论,给出了路基沉降概率分布的拟合方法,并利用精度较高K-S检验法验证了该方法的正确性。将Beta分布引入路基沉降模糊失效事件的隶属函数中,解决了常用隶属函数存在的不足。同时,利用模糊可靠度理论,给出了路基沉降模糊可靠度的计算公式。最后通过工程实例验证了本文方法的有效性。     

煤矸石填筑高速公路路基的稳定性模拟研究

高速公路路基研究的主要问题是沉降变形问题,特别是国内正在建设高速公路交通网络过程中,路基沉降造成的危害非常严重.结合高速公路路基实际工程情况,采用FLAC 3D软件对路基进行数值模拟分析,模拟结果与实际基本一致.得出路基沉降变形规律,从而指导路基施工.     

动荷载作用下路基沉降规律试验研究

以京化高速公路二期工程为研究对象,采用现场测试、室内试验等方法对路基填料的工程特性进行分析,并借助非线性有限元分析软件ANSYS进行仿真模拟,研究动荷载作用下路基沉降规律。结果表明,路基沉降受速度效应与加载循环效应双重因素的影响;沿深度方向路基的沉降呈减小的趋势;路基沉降量极值点位于循环荷载加载点正下方,最大沉降量约为9．624em。     

列车振动荷载下铁路粉土路基的长期沉降

结合路基粉土在循环荷载下的动力特性试验,提出动回弹模量与累积变形的预估模型.通过动力有限元分析并与现场实测相比较,研究在列车荷载作用下铁路粉土路基的动应力响应.建立列车在运行条件下铁路粉土路基长期沉降的计算方法,探讨列车速度、轴重、轴载次数以及道床、路基参数等对路基长期沉降的影响.研究表明:当线路平顺性较差且路基压实系数不高时,铁路粉土路基的长期沉降随列车速度提高线性增大,随轴载次数增加先快后慢增长,且列车轴重越大或路基压实系数越低,沉降速率越快;当粉土路基压实系数较低时,适当增加道床厚度或提高路基压实系数均能显著减小路基长期沉降;在列车动载下铁路粉土路基的长期沉降存在一个"临界影响深度",路基压实系数越低,影响深度越大.     

基于灰色理论的路基沉降研究

运用灰色理论建立预测模型，对软弱地基上路基的最终沉降变形进行预测.以工程数学为基础，通过建立灰色预测模型进行最终沉降量计算，并与实际工程的沉降观测值相比较，具有较高的精度.对于软弱地基的路基填筑，具有重要的指导意义.