浅论基于灰色系统理论的挤扩支盘桩单桩竖向极限承载力预测应用研究

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1、太原理工大学硕士学位论文基于灰色系统理论的挤扩支盘桩单桩竖向极限承载力预测应用研究姓名：陈乾星申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：马克生20080501太原理工大学硕士研究生学位论文基于灰色系统理论的挤扩支盘桩单桩竖向极限承载力预测应用研究摘要单桩静载荷试验是确定单桩极限承载力的最直观、可靠的方法之一，也是我国规范规定的方法。但在工程实践中，由于荷载装置、试桩费用、工程施工进度及试验终止条件等限制，未能将试桩压至破坏，无法获得完整的Q-S曲线，直接得到单桩的极限承载力。因此，如何利用己获得的有限的静载荷实测数据，通过相关数学模型合

2、理的预测单桩极限承载力就具有重大的意义。作为上世纪九十年代发展起来的一种新型桩基础，挤扩支盘桩以其较高的承载力和较低的沉降量取得了良好的经济和社会效益。但其荷载传递性状比较复杂，如何通过预测的方法来获取其极限承载力的相关研究还比较少。针对这种情况，本文首次从灰色系统理论的角度出发，在不需要预先知道挤扩支盘桩完整Q—S曲线的形状情况下，仅依据静载试验初始加载阶段的少量实测数据，通过灰色预测法，将沉降S作为灰作用量，利用MATLAB7．O1，编写适用于挤扩支盘桩单桩极限承载力及对应沉降的全信息、自调整非等步长GM(1，1)预测模型程序。依据

3、资料所提供的挤扩支盘桩Q—S曲线，在各级GM(1，1)预测模型下，进行了挤扩支盘桩单桩最大加荷条件下对应沉降的预测，通过对预测值的统计分析：各级非等步长GM(1，1)预测模型预测值均满足工程要求。然而从工程经济、合理、安全综合角度出发，1—9级全信息非等步长GM(1，1)预测模型预测效果好于其它各级预测模型的预测结果。此外，本文还将灰色系统理论中的关联度分析理论应用于挤扩支盘桩太原理工大学硕士研究生学位论文静载荷试验数据的分析，从而对挤扩支盘桩的承载特性，从新的角度进行了有意义的尝试，深化了对其承载特性的认识：在影响挤扩支盘桩极限承载力

4、的各因素中，支盘端承力对单桩极限承载力的影响最大，其次是桩侧摩阻力的影响，桩端阻力对桩极限承载力的影响最小，随荷载加大，支盘作用增大，承载力逐步发挥。最后，采用双曲线法对挤扩支盘桩竖向极限承载力进行了预测，同灰色预测结果相比，二者在分布上相接近，均服从正态分布，且预测值满足工程需要。关键词：挤扩支盘桩，单桩竖向极限承载力，灰色系统理论，灰色预测，非等步长GM(1，1)模型，沉降，双曲线法，正态分布II太原理工大学硕士研究生学位论文RESEARCHESANDAPPUCAnONONTHEPREDICTIONUⅢM[AIEBEARINGCAP

5、ACITY0FASINGLESQUEEZEDBRANCHPILEBASEDON唧GREYTHEORYABSTRACTThefieldverticalloadtestofasinglepileisoneofthebestandintuitionisticmethodofdeterminingtheultimatebeatingcapacityofasinglepile，it’Salsotheprescriptmethodofourcountry’Scriterion．Butinmanycaseswecan’tdestroythetesti

6、ngpile，achievetheintegratedcurveoftheQ—Sandtheexactvalueofultimatebearingcapacityofasinglepileforthelimitofthetestingequipment，expenditure，workplanandtheconditionoftheterminatetestingect．Soitisalleventofsignificancetoacquiretheprognosticatedatathroughthefinitedatawhichob

7、tainbythefieldverticalloadtest．TheSqueezedbranchPileisakindofnew—typepilefoundationwhichdevelopedatthebeginningofthe1990s．Ithasmadethegoodeconomicandsocialbenefitsforitshigherbearingcapacityandlowsettlement．Butlittlecorrelativeresearcheshadbeendonebecauseofthecomplexload

8、transferringrulesofthiskindpile．Inrespecttothiscase，thispaperproposestopredicttheultimatebearingcapacit