软土路基沉降灰色预测模型的几个关键问题研究.pdfVIP

维普资讯 总第 228期 交 通 科 技 SerialNo．228 2008年第 3期 TransportationScience Technology No．3June．2008 软土路基沉降灰色预测模型的几个关键问题研究 陆跃飞 (上海市南汇 区重大工程建设管理署 上海 200001) 摘 要 应用灰色系统模型来预测公路软土路基沉降避开了土性物理指标、土体本构关系等复杂 的理论 问题 ，应用方便易行，但在运用灰色模型预测沉降中，不等时距处理问题、灰色模型的无限 增长问题严重影响了沉降预测的精度 ，而且灰色系统理论用于沉 降预测与施工动态控制时它的适 用性也是一个值得研究的问题 。研究表明应用三次 B样条函数处理原始数据 的不等时距 、用缓冲 弱化算子处理模型无限增长问题是可行的；灰色模型对短期实时沉 降预测有较好的精度 ，对 中期 阶段性沉降预测可 以满足公路施工控制标准的要求 ，但对长期或最终沉降量 的预测值偏大 ．其适 用性有较大 的局限性 。 关键词 灰色系统理论 软基沉降预测 三次 B样条 缓冲弱化算子 在公路软土路基施工 中，如何控制路基的稳 对于不等时距问题，一般常用的变通办法较 定性和沉降变形是施工中的 2个关键性问题。地 多口]，但这些方法都要对原始数据做一些线性处 基的沉降及工后沉降除受如路基填土速率等人为 理，人为引起数据失真。本研究尝试采用三次 B 因素影响外 ，还与地基的物理特性、路基的填高等 样条函数进行内插 ，同时控制步长，以减小误差。 固有性质有关，使得软基沉降变形量的计算和控 选取 K59+580断面 的实测数据按 4d步长进行 制十分复杂和困难 。除对沉降量进行理论计算 内插，由此得到的曲线与实测曲线 比较如图 1，2 外，应用灰色系统模型来预测沉降也是途径之一， 条 曲线几乎完全重合 。因此，采用经过三次 B样 它避开了土性物理指标 、土本构关系等理论问题 ， 条 内插得到的等时距序列进行建模预测是可行 方便易行，工程中已有大量的应用实例。但在运 的，并且使用三次 B样条 内插得到的数据序列， 用灰色模型预测沉降中，模型的等时距数据要求 其数据的光滑性变得更好 ，这也是符合灰色系统 和沉降实测数据 的不等时距矛盾 、灰色模型的无 建模原理的。 限增长问题 的处理技术严重影响了其预测 的精 O 度 ，而且灰色系统理论用于沉降预测与施工动态 一 5O 控制时它的适用性也是一个值得研究的问题 。本 目 一lOO 文选取某公路软土路基 K59+580、K59+630和 盘 一150 K59+680等几个断面的沉降实测数据来探讨这 赋 一 2OO 些 问题 。 一 25O 1 不等时距的处理 时同 ／d 图 l 三次 B样条插值与原始数据 的比较 灰色预测模型 GM (1，1)建模 中要求原始数 据是等时距的l1]，但在实际应用时获得的原始数 2 灰色预测模型无