黄土填料高填方路堤沉降预测模型的对比分析及研究

发布时间：2017-08-04 08:39

  本文关键词：黄土填料高填方路堤沉降预测模型的对比分析及研究

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【摘要】：近年来我国中西部经济发展势头越来越好,对高等级公路建设的需求越来越大。典型的要数正好位于黄土高原地区的甘肃、陕西、山西等省份。因为特定的地理自然条件的影响,在修路过程中经常会遇到土丘和沟壑,由此出现一种高填方的方式修筑路堤。这种形式的路堤因工程特点更容易产生不均匀沉降,造成路面开裂等病害,影响公路的正常使用。对其进行沉降观测并进行沉降预测有利于随时掌握路堤变形,以便随时做出相应措施,保障公路的安全使用,因此学者们认为加强对其沉降变形观测和沉降预测的研究是非常有意义的。本文结合“黄土地区高填方路堤的重锤补夯压实技术及其相关沉降变形规律的研究”课题,以山西省太原市太行路工程阎家峰路段高填方路堤为依托工程,采用分层沉降仪对路堤变形进行历时一年的原位监测,以沉降实测资料为研究对象,对黄土填料高填方路基沉降规律进行了系统分析,对其工后沉降建立了预测模型并进行对比分析研究。研究结果表明:同一个断面的两个路面监测点,在条件基本相同的情况下,会出现沉降的差异,其沉降的变化趋势相同且沉降值相近。同一个断面的填方体沉降测点,会产生差异沉降。根据沉降实测数据,分别建立了泊松、双曲线、乘幂、指数和对数5种预测模型,并将5种模型的预测值与实测值进行比较。结果表明,泊松模型、双曲线模型、乘幂模型、指数模型和对数模型均能较为精确拟合本路堤的短期实测沉降数据,但泊松模型、对数模型的预测值偏小,双曲线、乘幂和指数模型的预测值偏大。综合比较5种模型误差平方和和平均绝对百分误差两种指标,得出泊松模型和指数模型的预测精度较高。泊松模型虽然存在收敛值,但收敛速度过快。其余4种模型都是随时间的增加沉降量无限增大,无法预估最终沉降量。结合本文工程建立了泊松和指数模型的组合模型,两种模型误差趋势相反,能较好的进行优势互补,误差平方和和平均绝对百分误差均有减小,提高了预测精度,并且可以提供本路堤最终沉降量的预估,为指导类似的工程提供借鉴。
【关键词】：高填方路堤 黄土 原位监测 工后沉降 沉降预测 组合模型
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U416.12
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 绪论10-16
• 1.1 研究背景及意义10-11
• 1.2 黄土高填方路堤的概念和特点11-12
• 1.2.1 高填方路堤的特点11
• 1.2.2 黄土填料的性状分析11-12
• 1.3 高填方路堤沉降研究现状12-14
• 1.4 本文主要研究对象及内容14-16
• 第二章 高填方路堤沉降计算及预测方法16-34
• 2.1 路堤的沉降原理16-24
• 2.1.1 土体压缩变形的本质16-22
• 2.1.2 原地基的沉降机理22-23
• 2.1.3 填方路堤的压实机理23-24
• 2.2 影响高填方路堤的沉降因素24-26
• 2.2.1 自然界因素24-26
• 2.2.2 人为因素26
• 2.3 路堤最终沉降预估方法26-34
• 2.3.1 传统计算法26-27
• 2.3.2 数值分析计算法27-28
• 2.3.3 实测沉降资料的预测方法28-34
• 第三章 黄土高填方路堤工后沉降观测及分析34-46
• 3.1 阎家峰路段工程介绍34-36
• 3.1.1 工程概况34-35
• 3.1.2 施工方法35-36
• 3.2 路堤沉降原位监测36-39
• 3.2.1 监测点的布置及监测仪器36-37
• 3.2.2 监测方法37-39
• 3.3 监测结果及沉降规律分析39-45
• 3.3.1 路面沉降监测分析39-41
• 3.3.2 填方体沉降监测分析41-44
• 3.3.3 路基沉降规律分析44-45
• 3.4 小结45-46
• 第四章 黄土高填方路基沉降预测模型研究46-68
• 4.1 预测模型的简介与评价46-50
• 4.1.1 预测模型简介46-49
• 4.1.2 预测模型的评价标准49-50
• 4.2 5 种预测模型根据实例的对比分析50-59
• 4.2.1 5 种预测模型的建立50-51
• 4.2.2 5 种预测模型的对比分析51-59
• 4.3 组合模型预测59-67
• 4.3.1 组合预测简介59-62
• 4.3.2 构建组合预测模型考虑的问题62
• 4.3.3 泊松-指数组合模型的建立62-67
• 4.4 小结67-68
• 第五章 结论与展望68-70
• 5.1 研究结论68-69
• 5.2 继续研究建议与展望69-70
• 参考文献70-76
• 致谢76-78
• 攻读学位期间发表的学术论文78

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本文编号：618638