指数曲线模型在公路路基沉降预测中的应用研究

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1、指数曲线模型在公路路基沉降预测中的应用研究孟广文MENGGuang-wen(京台高速公路廊坊建设管理处，脚坊065000)(LangfangConstructionManagementOfficeofBeijing-TaiwanExpressway,Langfang065000,China)摘要：在软基上修建高速公路时，为保证公路质量一般需要对地基进行加固，为检验加固效果和优化施工，可根据实测数据对沉降发展进行预测，因此选用经验公式法的指数曲线模型，提出利用Origin软件的拟合功能对实测数据进行拟合，计算得到最终沉降、剩余沉降和沉降发展曲线，评价地基处理效果以及指导施

2、工。Abstract:Thefoundationreinforcementisgenerallyrequiredinordertoensurethequalitywhenthehighwayisconstructedonsoftfoundation.Totesttheeffectofreinforcementandoptimizeconstruction,predictingthesettlementdevelopmentaccordingtothemeasureddataisoneoftheeffectivemethods.Thereforebyfittingthem

3、easureddatathroughtheexponentialcurvemodelofempiricalformulamethodintheoriginsoftware,thefinalsettlement,theresidualsettlementandsettlementdevelopingcurvecouldbecalculated,andtheevaluationoffoundationtreatmenteffectandguidetheconstructioncouldbeachieved.关键词：沉降预测；指数曲线模型；软土地基Keywords:settl

4、ementprediction；exponentialcurvemodel；softfoundation中图分类号院TU433文献标识码院A文章编号院1006-4311(2014)20-0081-020引言20世纪30年代美国和德国开始修建高速公路。50年代至今，高速公路快速发展，在全世界60多个国家总里程己超过14万km。中国从80年代发展高速公路以来，几十年里我国高速公路建设取得了飞速发展。0前，我国高速公路里程位居世界第二，但是由于我国幅员辽阔，人口众多，现冇的高速公路仍满足不了经济发展的需示，因此0前全国各地仍在奋条不紊地进行着高速公路的建设［1,2］。我国广泛

5、分布着软土，其具有强度低、变形大、透水性小等特点，在这类地基上修建高速公路，一般需要采用预压法、复合地基法等方法进行地基加固。对于高速公路，路基的稳定性•一般都能得到保证，但是软土地基的沉降变形却难以有效控制，实际工程中往往存在路基开裂、桥头跳车等问题。因此，选择合适的方法对沉降进行较为准确的计算和预测，选择合理的施工时机，是减小工后差异沉降，满足高速公路通行能力和行车舒适性的重要保障。国内外关于软基沉降的计算方法很多，分层总和法［3-5］、应力路径法［6］、有限单元法无单元法［7］、有限层理论法、边界元法［8］等方法，在设计和研究中应用较为普遍，但大量的工程实践表明，

6、理论计算出得到的地基沉降往往存在精确度的问题，一方面是理论计算吋做了各种假设，另一方面是受计算吋参数取值问题的影响。而以实测资料为基础，通过如下介绍的一些方法来预测最终沉降,是0前高速公路建设常采用的方法，Jt•精度较高，计算结果较为可靠。因此，国内外许多学者对此进行研究，在进行了大量的理论分析和试验研究的基础上，提出不少软土地基沉降的估算方法，较为常用的有经验公式法（如双曲线模型、指数曲线模型、verhulst模型、Logistic模型、抛物线拟合法以及由此派生的修正双曲线法等等）［9］、Asaoka法［10］、灰色理论法［11,12］、人工神经网络［13］等,其中经

7、验公式法中的指数曲线模型依据太沙基固结度计算工后沉降，冇一定的理论依据，可以较为准确的预测加载完成后的地基沉降，且其指数公式较适合用origin软件进行数据拟合，因此本文采用指数曲线法对沉降进行预测计算。1指数曲线模型式（2）中：SI、S2、S3为分别对应的吋刻tl、t2、t3吋的沉降量。由于存在极限，理论上可肯定当t越大，S肄越接近某一数值即最大沉降量。在利用式（2）进行实际应用吋，需注意观测吋间间隔的一致性，且只能计算得到最终沉降无法获得沉降发展曲线，而时间间隔不一致时t2-tl=t3-t2将不易满足，此时可能会导致较大误差。而数据处