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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].

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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+19

GUANGXI COMMUNICATION SCIENCE & 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

Final Settlement Forecast of Roadbedby Offshore Soft Clay

 (Geotechnical Institute of Hunan University,Hunan, Changsha410082, China)

Abstract:In this paper, based on a deep discussion about the characteristics of offshore soft clay and the settlement developing law of roadbed, some common methods for forecasting the settlement of roadbed by soft clay have been introduced briefly.As the characteristics of consolidation settlement-time curve of sofy clay roadbed is found to be very similar with the S-type growth curve used in economic prediction, the Compertz forecasting model was set up to predict the settlement developing law of roadbed by offshore clay.Comparison between the predicted values by the present method and the measured data from a freeway roadbed by offshore soft clay shows a good agreement, which indicates that the prediction model advised here is reasonable and may be adopted in engineering practice.

Key words:Road engineering; Roadbed by offshore soft clay; Settlement forecast; Compertz growth curve

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4~60 m,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+AK t-t0

1+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.. Methods of estimating settlement[J].Proc. ASCE,JSMFD,Vol.90(4),1964:915~926.

[2] S.B.TAN,An empirical method for estimating secondary and total settlement,Pro.of the eighth inter[J].conference on soil mechanics and foundation Eng.Vol.3,1973.

[3]孙更生,等.软土地基与地下工程[M].北京:中国建筑工业出版社,1984.

[4]赵明华.土力学与基础工程[M].武汉:武汉工业大学出版社,2002.

[5]河海大学,江苏宁沪高速公路股份有限公司.交通土建软土地基工程手册[M].北京:人民交通出版社,2001

[6] ASAOK A. Observational Procedure of Settlement Prediction[J].Soils and Foundations,1978,18(4)

第二篇：读书笔记范例

李映芳：

《学习改变命运》

今天看了一本书，是李晓鹏写的《学习改变命运》，虽然没有看完，只看了第二章：动力篇—学习改变命运，但却“感受非浅”。 看了前言“今日含泪播种，明天欢呼收获”，明白了自己为什么每次考试都考的不太理想，尤其是数学，那就是每次遇到不懂的题都老想着：“这么难的题，别人肯定都不会做，惟独自己不会。”而且因为过于紧张导致连后面的题都做不下去了。我想有不少同学都会这样吧！但是作者告诉我：遇到难题不用怕，不会做时，对自己说：“这么难的题目，连我都做不出来，别人自然更做不出来，不用怕。”花了很长时间才做完，不要怕时间不够，要对自己说：“这么难的题目，居然被我做出来了，这么巧妙的方法别人肯定想不到，嗯，这下比别人多拿了十多分。”这样你才有更多信心和把握往下做。有的同学会说，这能行吗？我读完后也有想过这个问题，毕竟你有了信心，才不会乱了思路，才能一步步推敲直到得出答案，我认为应该可行。应该？那就是不一定啰！是的，只有实行过才方知可行与否，有机会我还真得去验证一下这个方法！

学习成功，是人生成功的第一步，学会学习，就是在学会成功。这就是我看了这本还没看完的书的感受，希望读完后可以学会学习，学会考试和学会成功走上另一个起点—理想的中学！

20xx年2月12日

《对自己充满信心》

接上回读，慢慢地，读到这一节，可以很老实地说，我是一个十分缺乏信心的人，对危险、困难总希望它可以不用自己去做而化解或总抱着“躲的一次算一次”的心态去面对困难。

看完这一节，觉得自己属于中等生。作者是一位颇有名气的演讲老师，上午来的是一所较差的学校的学生，而下午是一所重点中学的学生，上午和下午来的学生都是相反坐的大会堂的，上午来的学生都聚集在会堂后面，前来反而空出来；而下午来的学生则是前面坐的满满的，后排却没有人坐。作者觉得这不是偶然的，我觉得是必然的，那是因为上午来的学生对自己缺乏信心，怕坐在前面老师提问自己，他们习惯把自己当作平常人，哪人多就往哪凑，生怕自己显得与众不同；而下午来的同学之所以能进入重点中学，敢于往前排坐，对自己充满了信心。这只是一件小事，足以说明信心对于学习成功的重要性。而我说我是中等生，因为我有时敢于面对困难，有信心去应付，但有时候却退避三舍，没有信心。

什么东西让人缺乏信心呢，就是遇到困难你不去勇敢地战胜它，面对危险，唯一的办法就是去战胜它，危险将会因为你的逃避而增加，将因为你的挑战而减少。对成功缺乏信心，唯一的办法就是去尽全力获得成功，信心将因为你的挑战而增加，将因为你的放弃而减少。我希望我能慢慢往前走，成功充满信心的人，因为充满信心而令学习往前跨进一步！

20xx年2月23日

《假如给我三天光明》

在本册书里学了一篇海伦·凯勒的文章《再塑生命》，猛然对一个失明、失聪、失声的伤残人士十分同情，也十分好奇，同情她的遭遇，好奇的是一个像她这样的伤残人士在她出生第二年时就变成失明、失聪、失声，为什么还能活在世界上，直到她87岁。为此，特地去寻找一本关于海伦·凯勒的书籍。

??

是的，对于一个永远生活在黑暗里，失去光明的人，若让他/她有三天光明的话，也会希望看见一些希望看见的事物，会把目光投向以前从未见过、从未接触过的事物，并将它们储存下来，以便为日后漫长的黑夜所用。善用自己的一切，善待身边的一切，把每一天当作最后一天，这样你就会过得很精彩；善用自己的器官，就像明天你将失去光明、失去动听的声音、失去清脆的嗓音一样，尽享我们所能接触到的美好吧！

20xx年3月9日

李远洋：

《北京断章》：

这篇运用了断片式灵动跳跃的手法，同样在拥有自己真挚的青春，感情经历中，抒发着对北京的沧桑的感唱高唱，不乏身后历史的苍范背影。

《有月亮的晚上》：

古往今来，有多少吟咏过月夜，恐怕是数也数不清的。然而，这篇文章中的意境，却从来没有任何人的笔下见过。这个有月亮的晚上，在作者笔下所呈现的，是一种别样的美。看来，独特的生活体验确实是文学艺术的源泉，它成就了一个山乡教师的文学梦，也成就了这篇令人吟诵再三的妙文。

月光下学生和老师边走边谈的和谐和亲密，是月光下教室里老师看书学生做功课的宁静氛围，是月光下学生故意唱给老师听的渐渐远去的歌声??正是这些看似平常的风景和景物，显现出了师生之间那种难得的相守、相望、相知、相伴，这才和月光一起，汇成了那片有如诗境和梦境一样的天地。

《世界的底色》

这篇文章运用对比的手法，告诉读者“世界的底色”——绿色对这个世界，对人类是多么重要。首先是绿色民其他颜色的对比。红色热烈、奔放，但如果成了“红海洋”就容易让人厌恶；黑色庄重、沉着，但如果满目皆黑，就让人透不过来；只有绿色“多多益善，永远不嫌过头”，“叫人神清气爽”。其次是人们护绿与毁绿行为的对比。“保护这世界的底色，是历史是要记一笔的”而没有了绿色，即使“满眼的金碧辉煌，难道不觉得人生气短”。

这样对比的结果，凸显了文章的主题：绿色让这个世界更加和谐、美好，我们应该爱绿、护绿。

张静华：

《悲剧和苦难》

好段：我们应该把这些黑暗的事可看作成长的时刻。那些对苦难避之犹恐不及的人们失去了一个极好的机会：他们没能以此为契机进一步成长，认识到生命更为可贵的东西，从而增加人生体验。

所以不要害怕悲伤与痛苦，它们会带个你超乎寻常的创造力。没人会追求它们，但也没人能躲闪。悲伤与痛苦就像爱情一样，使你更好地融入人类大家庭。要认清它们的真面目，然后善加利用。

读后感：读完这篇文章后，也许我本是很容易就被悲伤与苦难打败的人，也许会觉得所遭受的苦难是他人所不知的。但我现在明白了，我想做另外一种人，也许到那时我会觉得这点磨难与他人所遭受的风雨相比是微不足道的。也让我领悟到了文章的最后一句：“苦难是炼金之火，使你更加纯净。”

《猜心》

好句：不要觉得地狱一定在死后，这个人吃人的世界，就可能是地狱！特不要人为清凉的世界在往生，只要你有一念青凉，当下就是清凉的世界！”

好段：总想起多年前看过的一部电影，在老旧的印度火车上，一位老者问一位年轻人：“你有没有问到什么味道？”

“有,”年轻人说，“是火车头喷出呛人的浓烟。”

“我也闻到了，是山边野茉莉的幽香。”老人说。

读后感：这篇文章写的是每个人对事物的看法也会追着他的心态而变化，如果你是开心的，那么你看见、闻到的一切事与物都是美好的。所以我想等我以后遇到不顺心的事，也一定要常想：多看看吧！在那不顺心的事背后，一定会有令人惊讶、美好的事物!

就像文章中这样一句：人，如果总以乐观来看待每一件事，那么它的一生一定是简单而又充满着幸福。

林鹏

《爱的教育》

感受：这本书是通过对生活的朴素的描写，使人感受到人类多么需要相互关心，相互理解，相互帮助!而这种关心、理解和帮助，都离不开一样最根本得的东西——爱！中国的文圣孔子有一句名言：仁者爱人。可见有仁者之新的人，首先必须具有一颗美好的爱心。这本薄薄的小书，文字不多，但其内蕴却无比深厚、沉重。