用人工神经网络模型预测高填方地基工后沉降

以人工神经网络模型(多层BP模型)为研究手段,对九寨黄龙机场元山子沟104 m的高填方地基工后沉降变形特性进行深入研究.认为高填方地基工后沉降包括填筑过程中产生的部分瞬时沉降、加载结束后的主固结和次固结三部分,瞬时沉降速率最高可达20 cm/month,发展时间约为15～40天;主固结速率为0.3～3 cm/month,发展时间为8～14个月;次固结速率小于0.3 cm/month,发展时间为3～5年.且高填方地基最终沉降量为42～44 cm,竣工后半年(2003年4月)工后沉降量完成40%～50%,一年后(2004年4月)可完成70%～80%,两年后(2005年4月)可完成90%～95%.     

高填方填筑体沉降变形影响因素研究

在分析西南地区已有的高填方机场地形影响沉降变形的基础上,以重庆机场为例建立理论模型并进行数值分析,得到地形影响沉降变形的基本特征,然后按照一定的比例在离心机模型箱中建立实际模型并进行离心试验,通过对实验数据进行分析与研究,总结地形影响高填方填筑体沉降变形的特点,并为后续的高填方工程提供一定的指导.     

利用有限元分析离心模型试验的可靠性

随着我国经济高速发展,机场建设作为一个非常重要组成部分,本文以广西河池机场项目为依托,项目主要研究机场高填方填石路堤自身稳定性控制技术,采用TLJ-150A大型离心机进行离心试验,运用现有离心模型试验的原理和基本理论,分析研究高填方填石路堤的自身沉降规律。本文主要是以ANSYS有限元软件为媒介对现场路堤和离心模型试验路堤模型分别进行有限元计算在重力荷载下的自身沉降,用以验证离心模型试验在填石路堤沉降研究中可行性,为以后在工程实践中的应用提供新的理论依据。     

高填方长期工后沉降研究的综述

随着中国西部山区基础设施建设的迅猛发展,高填方地基日益增多,其长期工后沉降直接关系到上面机场、高速公路和铁路等设施的正常使用,成为困扰工程界的难题。该文分析了各国高填方长期现场监测数据。结果表明:蠕变沉降会在完工后相当长时间内会持续不断的发生,并和工后时间的对数大致成线形关系;而高填方遇水则有可能产生较大的湿陷沉降。室内试验是研究长期工后沉降的有效手段,而工后沉降的机理则和粗粒土的微观力学特性密切相关。因此,有必要对中国高填方工程开展长期监测及微观机理研究。     

高填方长期工后沉降研究的综述

随着中国西部山区基础设施建设的迅猛发展,高填方地基日益增多,其长期工后沉降直接关系到上面机场、高速公路和铁路等设施的正常使用,成为困扰工程界的难题。该文分析了各国高填方长期现场监测数据。结果表明:蠕变沉降会在完工后相当长时间内会持续不断的发生,并和工后时间的对数大致成线形关系;而高填方遇水则有可能产生较大的湿陷沉降。室内试验是研究长期工后沉降的有效手段,而工后沉降的机理则和粗粒土的微观力学特性密切相关。因此,有必要对中国高填方工程开展长期监测及微观机理研究。     

山区高填方机场的智能建造与安全运营

 现阶段中国正在大力兴建山区机场以改善当地的交通条件,而通过“削山平谷”形成的山区高填方机场在建造和运营中还面临许多难题。针对山区高填方机场建造过程中施工质量难以控制的问题,利用“互联网+”系列技术开发了机场高填方压实质量实时监控系统,可实现对施工压实质量的全面控制和管理,并结合无人驾驶技术能够实现自动化智能建造;针对高填方施工完成后填筑体变形沉降的问题,建立了全生命周期的安全监测系统,可对长期变形进行预测,起到灾害预警作用;针对机场道面下土层含水量增加的锅盖效应现象,通过试验模拟验证了其内在机制,提出了在冻结锋面以下铺设隔气层的有效解决方案。     

地形对黄土高填方路堤沉降的影响

以太原市太行路高填方路段为研究对象,通过沉降观测,研究黄土地区高填方路堤的沉降过程及其发展变化规律,从而了解到影响高填方路堤沉降的影响因素。由于该高填方路堤地形的特殊性,通过控制施工速率、填土高度、地基土质和填土容重等参数,通过对该路段工后沉降的观测,较好的研究了地形对高填方路堤沉降的影响。观测结果及分析表明:对于黄土地区高填方路堤,地形因素对沉降量的影响不容忽视。通过研究也为高填方路堤填筑方案的选取提供依据。     

黄土高填方工后沉降影响因素敏感性分析

以吕梁机场黄土高填方为工程背景,通过室内重塑黄土单轴固结蠕变试验获得变形时效参数。采用有限元方法,研究了黄土高填方的工后沉降敏感性问题。量化分析了填方体因素:填土高度、填土速率、填料压实度、含水率,原地基因素:强夯法的强夯深度、碎石桩法的桩长、桩间距、桩径等因素对高填方工后沉降的影响,提出了基于上述因素的工后沉降敏感度系数。结果表明:黄土高填方工后沉降随填土高度的增加呈指数增长;随填土速率、含水率的增加呈线性增加;随填料压实度、强夯深度、桩径、桩长的增加呈线性衰减;随桩间距的增大呈对数增长。其中黄土高填方工后沉降对填料压实度最为敏感。     

机场高填方填料振碾与冲压处理对比试验

填料压实质量是机场高填方工程成败的关键。振动碾压、冲击压实是目前机场高填方填料分层填筑压实的两种常见处理方法,它们具有不同的工作性能。针对西南某山区高填方机场中风化块碎石填料的压实处理,采用振碾及冲压两种工法进行压实试验,并分别进行了沉降量检测、压实度检测、经济效益等方面的综合对比分析,以确定合适的压实方法和施工参数。研究表明冲压处理的施工单价比振碾处理稍高,但其处理效果和工艺效益均优于振碾处理:振碾有效影响深度为60 cm,最大压实度仅为90.3%;冲压有效影响深度为120 cm,冲压20-30遍后压实度达到93%,且施工速度快。由此,确定了用于指导整个工程填筑施工的冲压施工参数,该施工参数在工程应用中取得了良好的压实效果和经济效益。     

基于改进的变权缓冲灰色模型在沉降预测中的应用

针对灰色模型在中后期沉降预测中的精度问题,提出了单、双权幂函数弱化缓冲算子,并结合变权背景值建立改进的变权缓冲GM(1,1)模型。证明了新算子能提高光滑性、缩小级比偏差,实现对原始沉降数据的预处理。对于模型中的权值采用以还原值与原始值平均相对误差最小为目标的粒子群优化算法确定。最后,以高填方机场地表沉降数据预测为例,验证所提改进模型的有效性。结果表明：新算子能够有效弱化沉降序列受到的冲击扰动影响,结合变权背景值能显著提高灰色模型在中后期沉降预测中的精度。此外,对新算子的权值进行限定后,可得到两种不同的变权弱化缓冲算子。     

某填海工程海上通道固结变形及沉降监测分析

在分析海相软土工程性质和借鉴日本关西机场工程经验数据的基础上,基于Terzaghi一维固结理论以及二维Biot固结理论,分别进行某大型填海造地工程海上通道的一维和二维固结沉降数值模拟分析,得出海上通道沉降分析结果与规律,并与采用双频GPS和高精度水准仪相结合的方法联测出的沉降监测数据进行对比,预测海上通道最终沉降量.计算结果表明:沉降分析结果与实测数据吻合较好,预测的海上通道沉降、超静孔隙水压力发展趋势及最终沉降量可靠.     

基于黄土蠕变试验的高填方地基沉降的数值模拟

为了全面研究高填方地基的工后沉降规律,通过一维固结蠕变试验,研究了黄土的蠕变效应,分析了含水量及压实度对黄土蠕变的影响。选取不同的模型来拟合黄土的应变与时间关系;并且运用FLAC 3D计算了黄土高填方的沉降变形。结果表明:初始荷载越大,黄土蠕变稳定的时间越长; Burgers模型能很好地反映试验曲线各级荷载的变形和时间的关系,适合作为压实黄土土体蠕变变形的模型;高填方的沉降稳定期约为3～4年,工后沉降主要集中在填筑完成后的1年;而且填筑体高度越大,工后沉降稳定期越长。     

软弱地基上高填方路堤沉降观测及数值分析

为研究软弱地基上高填方路堤沉降规律,依托某高填方路堤填筑的工程实际,现场测试原地表沉降量、分层沉降量和地表水平位移,并利用有限元软件分析不同填筑高度对地基变形的影响.结果表明:在路堤填土完成后,路堤中心沉降量为44.6cm,路肩处为32.5cm;填土完成后6个月,路堤沉降趋于稳定,沉降分别为59.5cm和47.8cm;工后沉降占沉降的比例分别为25%和32%.路堤填筑过程中,地基软弱土体向外挤出,最大位移发生在地表以下2～4m处,为22.4cm.数值计算结果和实测结果数值上有所差异,但规律一致且差别不大.     

基于黄土蠕变试验的高填方地基沉降的数值模拟研究

为了全面研究高填方地基的工后沉降规律,本文通过一维固结蠕变试验,研究了黄土的蠕变效应,分析了含水量及压实度对黄土蠕变的影响,选取不同的模型来拟合黄土的应变与时间关系,并且运用FLAC 3D计算了黄土高填方的沉降变形。结果表明：初始荷载越大,黄土蠕变稳定的时间越长;Burgers模型能很好地反映试验曲线各级荷载的变形和时间的关系,适合作为压实黄土土体蠕变变形的模型;高填方的沉降稳定期约为3~4年,工后沉降主要集中在填筑完成后的1年,而且填筑体高度越大,工后沉降稳定期越长。     

高应力下重塑黄土蠕变特性试验

以延安地区黄土高填方填筑体为研究对象,进行了控制含水率和压实度的高压固结蠕变试验。分析了初始含水率、压实度、固结压力等因素对重塑黄土蠕变特性的影响。使用对数函数对试验结果进行拟合,得到了适合描述延安地区黄土高填方填筑体工后沉降的蠕变模型。试验结果表明:减小初始含水率或增大压实度,能在一定程度上降低土体的蠕变量,从而更好地控制高填方工程的工后沉降。固结压力越大,试样达到稳定所需的时间越长,最大固结压力(2 400 kPa)时,蠕变稳定时间是低固结压力(100 kPa)时蠕变稳定时间的4倍左右。该本构模型能够较好地反映出延安地区黄土高填方填筑体的蠕变特性。     

山区机场粉质粘土高填方地基处理方法

为了采用合理、经济的方法对山区某粉质粘土高填方机场地基进行处理,减小工后沉降,通过比选山区机场常用地基处理方法:振动碾压法、冲击碾压法以及强夯法,确定强夯法为适用于本机场地基处理的最优方法.通过现场强夯试验区不同夯击能(1,2,3,4 MN·m)进行强夯处理对比试验,根据地基处理前后物理力学参数和处理效果分析,确定夯击能为2 MN·m,点距4m为该工程的合理加固参数.     

高速公路路基沉降预测研究

文章讨论了灰色系统理论在公路路基沉降预测中的应用,并对等间隔的灰色模型GM(1,1)进行了改进,建立了任意时间间隔的非等时序改进灰色模型.通过具体工程实践,给出了两种模型对公路路基沉降量预测结果与实测结果的比较,结果表明非等时序改进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.     

基于蠕变试验的黄土高填方工后沉降规律数值研究

为了研究黄土高填方工后沉降规律,开展一系列压实黄土一维固结蠕变试验,分析含水率及压实度对黄土蠕变特性的影响,验证了Burger蠕变模型在描述压实黄土应变与时间关系上的适用性,在该模型基础上,运用FLAC3D计算了黄土高填方工后沉降规律。结果表明:轴向加载瞬时,试样变形速率较大,随着时间的推移,变形速率减小并趋于稳定,压实黄土蠕变随含水率的提高而增加,随压实度的提高而减小。工后沉降对填料压实标准更敏感,在一定压实度和含水率范围内,工后沉降与含水率和压实度呈线性关系。可以通过高填方工后沉降速率和时间关系曲线上的拐点位置判断工后沉降稳定时间,填料压实度越低、含水率越大,拐点越靠后,沉降稳定的时间越长。     

费尔哈斯曲线在软土地基路堤沉降预测中的应用

为了预估软土地基路堤产生的沉降量,以费尔哈斯模型作为沉降预测回归模型,利用3段计算法和最小二乘拟合法对模型求解,对模型中的时间因子指数进行了讨论,并对费尔哈斯曲线法、双曲线法和星野法的沉降预测结果与实测结果进行了对比.结果表明:3种方法预测结果接近实测值,费尔哈斯曲线法预测最终沉降量较双曲线法和星野法要大;采用费尔哈斯曲线,不需要人为确定起始参考点的时间和沉降值,减少了人为干扰因素,同时偏大的数值对工程来说也是较安全的.     

大平坡高填方地基强夯处理

清镇至镇宁高速公路大平坡高填方地基为高液限粘土其下岩溶发育,通过对地基进行强夯处理,加快了高液限粘土的固结速度,缩短了地基固结时间,提高了地基压实度和承载力,从而减少了工后沉降量,保证了路基的稳定性。