灰色系统理论预测复合地基沉降的研究
  • 【摘要】

    我国软土分布十分广泛,滨海平原、河口三角洲、湖盆地周围、山间谷地均有分布,自改革开放以来土木工程建设规模大,发展快,我国又是发展中国家,建设资金短缺。如何在保证工程质量前提下,节省工程投资显得十分重要。复合地基技术能够较好的利用增强体和天然地基两者共同承担荷载的潜能,其应用领域愈来愈广泛,如机场、码头、高等级公路、铁路、高层建筑深基坑、房屋建筑(包括高层建筑)等遇到的软土工程问题。 随着复合... 展开>>我国软土分布十分广泛,滨海平原、河口三角洲、湖盆地周围、山间谷地均有分布,自改革开放以来土木工程建设规模大,发展快,我国又是发展中国家,建设资金短缺。如何在保证工程质量前提下,节省工程投资显得十分重要。复合地基技术能够较好的利用增强体和天然地基两者共同承担荷载的潜能,其应用领域愈来愈广泛,如机场、码头、高等级公路、铁路、高层建筑深基坑、房屋建筑(包括高层建筑)等遇到的软土工程问题。 随着复合地基的兴起,复合地基的沉降作为一个重要指标越来越受到学术界、工程界的重视。复合地基沉降的计算是一个极复杂的问题,它和很多因素有关,很难找到一个适合于各种情况的沉降计算方法。通常的做法是针对某一工程,采用试验段或试验区进行原位观察,这样做周期长,投资大。如何科学的、准确的预测复合地基沉降,具有重大的社会效益和经济效益。 本文首先归纳了国内外有关复合地基沉降计算的方法,即理论计算方法、有限元计算方法、曲线拟合法、反分析方法、灰色系统理论法、人工神经网络法,并对其进行综述和分析,提出灰色系统理论用于预测复合地基的沉降是一种新型的,实用的,有效的方法。 鉴于灰色系统理论是一门新兴的、复杂的学科,本文系统的介绍了灰色系统理论的概念、灰色生成、灰色建模和灰色预测。 其次,本文采用现场试验的手段,观察三种典型复合地基 (砂桩复合地基、深层搅拌桩复合地基和管桩复合地基)实测沉降数据的变化,分析复合地基沉降的发展机理、规律和灰色性。建立适合复合地基沉降的灰色预测模型,即新陈代谢灰色线性回归组合模型,运用MATLAB 编写其计算程序。 最后结合工程实例,得出如下结论: 1.将新陈代谢灰色线性回归组合模型短期的沉降预测值与灰色线性回归组合模型短期的预测值、目前应用比较广泛的GM(1,1)模型(GM(1,1)模型、新陈代谢GM(1,1)模型、初始值优化的GM(1,1)模型)短期的预测值、实测沉降值作比较,结果表明五种灰色预测模型的预测值与实测沉降值吻合较好,灰色系统理论用于预测复合地基沉降是可行的,新陈代谢灰色线性回归组合模型的模拟精度最高,能够进行复合地基沉降的长期预测; 2.传统的GM(1,1)模型精度较高的仅仅是原点数据以后的1到2个数,只适用于短期预测; 3.随着系统的发展,老数据的信息意义将逐渐降低,在不断补充新信息的同时,及时的去掉老信息,建模序列更能反映系统在目前的特征; 4.运用新陈代谢灰色线性回归组合模型进行复合地基沉降的长期预测分析,预测沉降曲线与实测沉降曲线的发展趋势几乎一致,表明新陈代谢灰色线性回归组合模型能够用于复合地基沉降的长期预测和最终沉降预测; 5.将新陈代谢灰色线性回归组合模型预测复合地基沉降的预测值与传统的预测方法(双曲线法、三点法)的预测值比较,结果表明新陈代谢灰色线性回归组合模型的精度最高,新陈代谢灰色线性回归组合模型用于预测复合地基沉降是适用的。 收起<<

  • 【作者】

    杨建 

  • 【学科专业】

    岩土工程

  • 【授予学位】

    硕士

  • 【授予单位】

    中国地质大学(武汉)

  • 【导师姓名】

    林彤

  • 【学位年度】

    2007

  • 【语种】

    chi

  • 【关键词】

    灰色系统理论%复合地基沉降%新陈代谢灰色线性回归组合模型%软土工程