生长模型在地基沉降全过程预测中的应用.pdfVIP

铁 道 建 筑 RailwayEngineering March，2006 62 文章编号：1003—1995(2006)03-0062-03 生长模型在地基沉降全过程预测中的应用 宋宇鹏 ，徐贺文 ，盂伶俐 (1．北京工业大学 建工学院，北京 100022；2．北京交通大学 土建学院，北京 100044) 摘要 ：地基的全过程沉降量与时间的关系呈 s形曲线 ，可以用 Logistic、VonBertalanffy和 Gompeflz三种非 线性生长模型来描述。结合工程实例预测地基沉降，三种曲线的拟合度均在0．99以上。 关键词 ：Logistic VonBertalanffy Gompe~z 生长模型 地基沉降 预测 中图分类号：TU433 文献标识码 ：A 对于饱和土而言，在荷载作用下会立 即发生瞬时 0 前言 沉降，这种变形是在体积不变的情况下，由受载区域下 对于软土地基工程，位移监测在设计和施工中都 的剪应变引起的，特别是位于荷载中心下的地基，垂直 起着极其重要的作用，因为所得到的沉降量与时间的 压缩和侧 向膨胀 同时发生；对于非饱和土 ，荷载施加 数列中蕴涵着系统演化的信息。根据所监测到的数 后，孔隙中的气体可以立即排除，土骨架发生变形，这 据 ，找到沉降量与时间的近似拟合公式，并据此来预测 表现在沉降曲线上存在一个瞬时沉降。所 以认为全过 地基工后沉降和最终沉降，可以及时指导施工、调整方 程沉降量与时间的曲线不通过坐标原点。对于三种模 案 。常见的拟合公式模型有：指数 曲线法和双 曲线法 型而言，当 t=0时，式(1)成立，即曲线不通过坐标原 等，而指数曲线法和双曲线法仅适合于施工加载情况 点 。 下的沉降预测。近年 来，Logistic、VonBertalanffy和 rA／(1+ )≠0 Gompertz生长模型能够较好地反映地基沉降的全过 Y。={A(1一 )≠0 (1) 程 ，得到越来越多的应用。本文结合工程实例 ，采用不 【Ae～ 0 同的生长曲线模型、估测模型的参数，拟合全过程沉降 2)单调递增性 量与时间的曲线 ，比较三种模型的预测性能。 对时间t的一阶导数，即为沉降速率，从式(2)可 1 地基沉降的生长模型及其特点 以看出沉降速率恒大于零，所 以沉降总是随着时间的 增加而增加。反映在全过程沉降量与时间的曲线上为 1．1 三种生长模型简介 单调递增 。 Logistic、VonBertalanffy和 Gompertz生长模型为非 fkABe一 (1+Be一)‘一 0 线性生长模型…(如表 1)，模型 中各参数 的含义分别 Y={3kABe (1一Be“)0 (2) 为：Y为沉降量 ；t为时间；k为瞬时沉降速率；A为最 【kABe一 e- P一‘it)0 终沉降量；B为待求参数。