基于組合模型的沙漠地區(qū)軟土路基沉降預(yù)測研究.pdf

1、隨著我國經(jīng)濟建設(shè)的不斷快速發(fā)展，西北部公路建設(shè)的速度也在日益提高。由于我國國土面積幅員遼闊，道路沿線地形地貌復(fù)雜地區(qū)很多，軟土分布非常廣闊，內(nèi)蒙古沙漠地區(qū)公路建設(shè)過程中經(jīng)常會遇到沼澤軟弱地基。沼澤地軟土的強度低、固結(jié)慢，在外荷載作用下容易造成地基失穩(wěn)而引起沉降變形，嚴(yán)重影響路基路面結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和公路的使用壽命。
　　公路路基在路堤填筑施工過程中和填土完成后，軟土路基都會產(chǎn)生較大的沉降和剩余沉降，特別是車流量巨大的高等級公路對沉降特

2、別敏感，要求工后沉降不應(yīng)超過規(guī)范值，這就對高等級公路建設(shè)中軟土路基沉降量的預(yù)測提出了更高的技術(shù)要求。路基的沉降與穩(wěn)定性是一個復(fù)雜的問題，目前常用的許多軟土路基沉降預(yù)測方法都存在一定的局限性和預(yù)測誤差，預(yù)測的精度較低，而且針對沙漠沼澤地區(qū)特殊工程地質(zhì)條件下軟土路基沉降的研究極少。因此，研究解決該地區(qū)軟土路基沉降變形及精確預(yù)測問題具有非常重要的理論和工程實踐意義。
　　本論文首先闡述了軟土的工程特性和地基沉降變形機理及其影響因素，并以

3、內(nèi)蒙古沙漠地區(qū)烏審召生態(tài)工業(yè)園區(qū)（烏）—嘎魯圖（嘎）段一級公路軟土路基為工程背景，分析了沙漠沼澤地區(qū)工程地質(zhì)條件的特殊性，探討了能有效減小軟土路基沉降的綜合工程加固處治及其監(jiān)測監(jiān)控技術(shù)。軟土的沉降變形與土體的性質(zhì)、路基土的應(yīng)力歷史、路基填土高度、地下水位變化、側(cè)向位移、地基處理方法、加荷載方式及加載速率等影響因素有關(guān)。沙漠沼澤地區(qū)軟土主要以粉細砂、粉質(zhì)黏土、淤泥質(zhì)土及腐殖土或泥炭等細顆粒土為主，該特殊地質(zhì)條件下軟土路基固結(jié)沉降的速率很慢

4、，承載力極低。通過設(shè)置碎石樁、加鋪砂礫墊層和土工格柵及增設(shè)反壓護道等綜合加固技術(shù)，能有效地減少軟土路基的沉降。
　　接著根據(jù)內(nèi)蒙古烏嘎一級公路軟土路基路段典型觀測斷面K35+270沉降監(jiān)測數(shù)據(jù)，采用灰色GM(1，1)模型、雙曲線擬合法和泊松曲線擬合法三種單項預(yù)測方法進行軟土路基的沉降預(yù)測，分析總結(jié)了各單項預(yù)測方法的預(yù)測效果和優(yōu)缺點。三種預(yù)測方法都可用來預(yù)測軟土路基的沉降，對于全時期內(nèi)的沉降預(yù)測效果，灰色GM(1，1)模型最好，其次

5、是泊松曲線法，但預(yù)測精度均有待提高。
　　最后論述了組合預(yù)測理論和模型建立的方法，并選取灰色GM(1，1)模型—泊松曲線模型進行組合，建立給予單項預(yù)測方法不同權(quán)重的組合預(yù)測模型。分析比較了不同確定權(quán)系數(shù)方法下幾種最優(yōu)和非最優(yōu)組合模型與子模型的預(yù)測效果，探求出適合沙漠沼澤地區(qū)軟土路基沉降預(yù)測的組合預(yù)測模型。研究分析表明組合預(yù)測模型減小了單項預(yù)測方法的系統(tǒng)誤差，其整體預(yù)測效果明顯優(yōu)于兩種單項預(yù)測方法，比單項預(yù)測方法有更高的預(yù)測精度和數(shù)