高速鐵路路基沉降量預測方法探究

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1、高速鐵路路基沉降量預測方法探究　　【摘要】：隨著我國鐵路事業(yè)的發(fā)展，列車運營速度日益提高,列車速度的提高對鐵路路基的要求也越來越高。通過沉降量預測方法獲取的數(shù)據(jù)對路基最終沉降、工后沉降進行預測分析，為正確進行高速公路路基沉降變形預測和監(jiān)控提供了科學依據(jù)，保證鐵路運營的正常?！娟P(guān)鍵詞】：高速鐵路;路基;沉降量;預測中圖分類號：F530文獻標識碼：A文章編號：0、前言我國高速鐵路事業(yè)飛速發(fā)展，為了保持橋上無砟軌道結(jié)構(gòu)的高平順性和高穩(wěn)定性，確保高速鐵路運營的安全、舒適，控制路基及橋梁基礎(chǔ)的沉降成為高速鐵路修建的難點之一。路基沉降的預測與控制是高速鐵路建設(shè)的一個關(guān)鍵問題，也是亟待解決的技術(shù)難題。

2、1、高速鐵路路基沉降預測的重要性7對已修建的高速鐵路路基沉降進行監(jiān)測，一方面對鐵路的健康進行評估減少事故的發(fā)生，另一方面沉降預測目前沒有成熟的規(guī)范作為指導，對于沉降的控制與預測，必須要以大量可靠的沉降觀測數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)。因此，必須對其觀測方法加以研究比較，以保障能夠?qū)Ω咚勹F路大量橋梁基礎(chǔ)沉降進行準確的量測、判斷、評估，并為高速鐵路沉降計算理論的發(fā)展提供可靠依據(jù)。2、高速鐵路路基沉降預測方法分析2.1、反分析法7反分析法是利用軟土路基施工工程的實際測量值，對土性參數(shù)與本構(gòu)模型的參數(shù)進行數(shù)值計算，并同時將所需物理量的問題求出，這樣的過程預測分析法就是反分析。沉降預測的實際測量值主要包括位移、孔壓

3、與應(yīng)力等。反分析法預測軟土路基的沉降狀況是一項近些年的新興技術(shù)，反分析法通過對現(xiàn)有的軟土路基沉降的觀測資料進行分析，并反演計算出正分析中所輸入的參數(shù)。在計算之后，便可使正分析的結(jié)果充分接近實測沉降的數(shù)據(jù)結(jié)果。反分析法的本構(gòu)模型發(fā)展迅速，原來的彈性模型已經(jīng)發(fā)展到了粘彈塑性及彈塑性的模型。雖然粘彈塑性、彈塑性的位移分析方法理論發(fā)展較快，但在軟土路基的實際施工過程中仍然面臨著許多的困難，導致困難的主要原因有隱式的非線性方法確定其最優(yōu)的參數(shù)值時，只能使用直接法，這樣的預測方法計算出來的效果并不能達到最優(yōu)的狀態(tài)。在使用反分析法對軟土路基的沉降情況進行預測時，需要具備相對完整與可靠的實測數(shù)據(jù)值；在對

4、某些參數(shù)進行反算時，則是需要其他一些參數(shù)的輔助估計或?qū)崪y；采用反分析法的第一個步驟是對反分析的數(shù)學模型整體進行某種假定，這些數(shù)學模型的假設(shè)合理與否會對反分析的準確結(jié)果造成直接的影響，所以，在選擇反分析的模型與假設(shè)介質(zhì)的特性方面等，經(jīng)驗判斷對其起到了非常重要的影響。就以上的分析而言，在對軟土路基的沉降量進行預測時，就會因為許多的人為主客觀因素而引起預測結(jié)果的誤差。2.2、雙曲線法雙曲線法的具體做法為假定軟土路基的沉降平均速度是按照遞減雙曲線的規(guī)律變化的，并根據(jù)填土的不同高度與時間，測得路基對應(yīng)的沉降量，最后根據(jù)數(shù)值繪制出坐標圖。采用雙曲線法所得到的預測數(shù)據(jù)，在初期預測時的誤差比較大，而在進

5、行后期預測時的精度才能達到一個較高的水平。雙曲線法比較適用于長期預測。此外，雙曲線法的預測精度與選定參數(shù)時的人為因素有關(guān)；雖然雙曲線法不需要作很長時間的觀測，就可以達到要求的預測所需的精度，但是在時間方面的選取至關(guān)重要，而時間的取值會受到人為的因素影響，一般情況下，選取在沉降有所收斂的時間段才是最為適宜的，而在實際的選擇時，容易在預測曲線的前段出現(xiàn)偏差。在軟土路基的沉降變化趨于穩(wěn)定的情況下，采用雙曲線法進行預測是比較適宜的。2.3、灰色系統(tǒng)理論是由我國著名學者鄧聚龍教授1982年創(chuàng)立的,它通過對部分已知消息的生成和開發(fā),提取有價值信息,實現(xiàn)對系統(tǒng)運律的正確描述和有效控制。7巖土工程土體是

6、一個具有著時空變異性、不均勻、不連續(xù)的地質(zhì)土體，對于路基填土施工過程，路基沉降變形預測是一個極其復雜、又必須解決的工程問題。路基沉降變形是隨著上覆荷載的變化而變化的一個動態(tài)過程，存在著很多的不確定性和隨機性，如天氣、溫度、施工荷載大小等因素都將影響路基沉降量的大小。許多現(xiàn)場實測資料表明路基沉降變形過程是一個非線性方程?；疑到y(tǒng)預測就是對原始數(shù)據(jù)的處理和灰色模型建立,發(fā)現(xiàn)和掌握系統(tǒng)發(fā)展規(guī)律,對系統(tǒng)未來狀態(tài)做出科學的定量預測。在實際操作中,通過對原始數(shù)據(jù)序列作一定的變換,定義適當?shù)男蛄兴阕雍托蛄谢覍?并對算子作用后的序列建立GM模型的近似微分方程,通過精度檢驗后,即可預測。GM模型是最常用的

7、預測模型,由于諸多外界因素干擾著系統(tǒng),通常要對GM模型進行一定的修正,以取得更準確的預測效果。2.4、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預測法7人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法預測軟土路基的沉降量也是在近年才出現(xiàn)并發(fā)展的一種新興方法。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是用于預測軟土路基沉降的一種信息處理應(yīng)用系統(tǒng)，其在工程技術(shù)與信息科學等領(lǐng)域范圍內(nèi)已經(jīng)獲得了大范圍的使用。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預測法的主要組成部分為簡單但又高度聯(lián)系的處理單元，這些處理單元組成了一個系列，其作用原理為生物腦的神經(jīng)系統(tǒng)的計算機模擬處理