不同數(shù)學(xué)模型預(yù)測方法在大西客專路基沉降監(jiān)測中的應(yīng)用

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1、2011年第4期科技交流總第174期不同數(shù)學(xué)模型預(yù)測方法在大西客專路基沉降監(jiān)測中的應(yīng)用徐杰(中鐵第一勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司線運(yùn)處西安710043)摘要路基的工后沉降控制是高速鐵路建設(shè)的重要問題之一．本文在深入分析大西客運(yùn)專線的路基某斷面大量實(shí)測數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，利用不同數(shù)學(xué)模型分別擬合實(shí)測數(shù)據(jù)，計(jì)算結(jié)果表明，雙曲線模型具有相關(guān)系數(shù)高、與實(shí)際觀測數(shù)據(jù)吻合較好的特性，是最適合本斷面沉降趨勢預(yù)測的方法，對在建和已運(yùn)營的高速鐵路路基沉降預(yù)測評估具有一定的參考意義．關(guān)鍵詞路基工后沉降預(yù)測評估1引言2路基沉降特性及物理意義隨著我國鐵路交通建設(shè)事

2、業(yè)的飛速發(fā)路基的工后沉降包括地基的沉降和路展，十一五期間已大量修建了時(shí)速200—堤的沉降變形，兩者在外載荷的作用下，沉350kin的高速鐵路，鐵路客運(yùn)專線無砟軌降隨時(shí)間發(fā)展，其變形規(guī)律理論上可以通道的建設(shè)已全面鋪開，相對于有砟軌道，無過土體本構(gòu)原理進(jìn)行數(shù)值分析來估算，但砟軌道結(jié)構(gòu)的剛度對基礎(chǔ)的沉降變形更加是由于固結(jié)理論的假定條件和土體在施工敏感，鋪軌后元砟軌道的永久變形只能通過程中產(chǎn)生擾動和許多不確定因素的問過調(diào)整扣件才能恢復(fù)軌道的幾何形狀，但題，使得路基沉降的實(shí)測數(shù)據(jù)在某種意義扣件的調(diào)整值非常有限，因此，只有嚴(yán)格控上較理論計(jì)算

3、更為重要，通過大量沉降觀制線下工程的沉降量才能保證無砟軌道的測資料的積累，根據(jù)已取得的經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ瓦M(jìn)正常使用．行預(yù)測，可以找出路基沉降過程中具有實(shí)在高速鐵路線下工程各種構(gòu)筑物中，際應(yīng)用價(jià)值的變形趨勢．路基是承受軌道結(jié)構(gòu)重量和列車載荷的基路堤是采用松散土體材料利用壓實(shí)機(jī)礎(chǔ)，也是線路工程中最薄弱最不穩(wěn)定的環(huán)械對其施加機(jī)械能量，使土體顆粒重新排節(jié)，路基沉降觀測對控制鐵路工程質(zhì)量，確列密實(shí)，土體在短時(shí)間內(nèi)得到新的結(jié)構(gòu)強(qiáng)保工后沉降滿足設(shè)計(jì)要求至關(guān)重要，需要度，包括增強(qiáng)粗粒之間的摩擦和咬合，增加進(jìn)行沉降變形動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)，以指導(dǎo)細(xì)粒之間的引力

4、使其成型，以承載上部無施工及確定無砟軌道施工和鋪軌時(shí)間．砟軌道結(jié)構(gòu)(道床、鋼軌和軌枕)和列車高本文結(jié)合大西客運(yùn)專線大量的觀測數(shù)速動載荷的土工建筑物．據(jù)，對路基沉降觀測技術(shù)進(jìn)行了深入的研路堤填筑過程是一個(gè)逐級加荷的過究，結(jié)合不同的數(shù)學(xué)模型經(jīng)擬合分析，更加程，隨著填土高度逐漸增加，各填筑層既是合理預(yù)測沉降趨勢，為無砟軌道鋪設(shè)條件荷載又是受壓層．路基在填筑時(shí)在自重和評估提供了客觀真實(shí)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)．外動力的作用下，土空隙間的空氣先是被壓縮，然后是多余的氣體和孔隙水被擠出．·49．2011年第4期科技交流總第174期由于固體骨架壓密和孔隙結(jié)合

5、水之間的摩產(chǎn)生的抗力較大．這一階段變形量明顯表擦力和內(nèi)聚力不斷增大，使得孔隙中貯存現(xiàn)出與填土高度與壓縮量呈正相關(guān)，路堤的自由水和氣體的排除受到障礙，從而使線路走向沉降量大，兩側(cè)變形量?。贸两底冃窝舆t．土的應(yīng)力變化與變形均(2)固結(jié)階段：隨著路堤填筑高度的是時(shí)間的函數(shù)，土體所顯示的特征既不是不斷增加，下層土體受上層土載荷越來越完全遵守胡克定律的彈性體，也不是塑性大，土體產(chǎn)生固結(jié)變形．體，而是兼具有彈性、塑性和粘滯性的粘彈(3)蠕變階段：當(dāng)路基填筑完成，地基塑性體．依據(jù)沉降變形發(fā)展過程可以分為載荷不再增加時(shí)，部分尚未完成的固結(jié)繼如

6、下三個(gè)階段：續(xù)發(fā)展，以及由于顆粒之間的調(diào)整引起蠕(1)塑性一彈性變形階段：擾動土在變變形，土體與其他材料的不同之處在于填筑過程中，經(jīng)過攤鋪、灑水、分層碾壓而蠕變過程中仍有彈塑性變形存在，沉降將被壓縮，塑性變形是主體．隨著填土高度的隨著時(shí)間的推移而緩慢發(fā)展，其沉降速率增加，下層土受上層土作用，開始發(fā)生彈性逐漸趨近于0．圖1為路堤沉降觀測元器件壓縮變形，此時(shí)孔隙結(jié)合水和顆粒摩擦力布置圖．圖1路堤沉降觀測元器件布置圖月12日填土結(jié)束，累計(jì)填土高度4．085m，3基于不同數(shù)學(xué)模型預(yù)測的沉降結(jié)果觀測數(shù)據(jù)截至2011年7月14日，累計(jì)總現(xiàn)階

7、段工程實(shí)踐中最為常用的沉降預(yù)沉降量一4．77ram，共觀測225天．沉降觀測方法，在路基施工時(shí)，填筑完成后經(jīng)過3測數(shù)據(jù)和填土高度一沉降一時(shí)間(H—t——6個(gè)月恒載或預(yù)壓，由實(shí)測的沉降觀測s)曲線如表1和圖2．資料通過擬合反演再預(yù)測路基沉降量與時(shí)選用5種不同數(shù)學(xué)模型對DK680+間的關(guān)系，其中曲線回歸法是最成熟的方380斷面實(shí)測的沉降數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，各預(yù)法之一，本文選取5種最常用的預(yù)測數(shù)學(xué)測模型表達(dá)式如下：雙曲線法：模型．以大西客運(yùn)專線DK680+380斷面沉s=-1．88+而者幣(3—1)降板觀測數(shù)據(jù)為例進(jìn)行分析，該斷面采用三點(diǎn)法

8、：CFG樁進(jìn)行地基加固以滿足無砟軌道路基S．：6．7052—0．8106e-。舵“(3—2)預(yù)測工后沉降量不超過1．5era的要求．從2010年12月1日開始填筑，到2010年12·50·20l1年第4期科技交流總第174期表1斷面DK680+380沉降板觀測數(shù)