Asaoka法在高速铁路沉降分析中的应用

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1、第27卷第2期土工基础V_o1．27NO．22013年4月SoilEng．andFoundationApr．2013Asaoka法在高速铁路沉降分析中的应用罗存喜(中铁四院集团房地产开发有限公司，湖北武汉430063)摘要：Asaoka法是高速铁路沉降预测中最为常用的回归方法之一，但该法所需数据必须是等时间间隔的，实测数据的时间间距大多不能满足要求，需要通过相应的转换，但目前等时距处理方面的文献相对较少。为此，在某高铁无砟轨道路基实测资料的基础上，分别采用线性插值、样条插值、分段三次埃尔米特插值等方法，对观测数据进行了等时间间距处理，对比分析了不同处理方法对预测精度和预测结果的影响，可供解决

2、类似的高铁无砟轨道沉降预测问题借鉴。关键词：Asaoka法；沉降预测；等时间间隔；线性插值；样条插值；分段三次埃尔米特插值中图分类号：U238文献标识码：B文章编号：1004—3152(2013)02—0079—04料的基础上，分别采用线性插值、样条插值、分段三1前言次埃尔米特插值等方法，对观测数据进行了等时距处理，对比分析了不同处理方法对预测精度和预测近些年来，随着我国高速铁路建设事业的发展，结果的影响，可为以后解决类似复杂的高速铁路无无砟轨道技术得到了大规模的应用。无砟轨道对工砟轨道沉降预测问题提供借鉴和指导。后沉降控制标准极为严格，要求一般路基地段工后沉降小于15mm，相当于“零沉降”

3、的控制标准[】]。2Asaoka法原理目前沉降计算主要有分层总和法、数值计算法和监测资料分析法。前两种方法计算原理明确，但所需Mikasa导出了在一维固结条件下，用体积应变的计算参数必须通过试验获取，由于地基土体力学表示的固结微分方程：参数的复杂性，以及建立土体力学模型过程中存在c一笔㈩较多的假设，加之地基土体空间分布的不均匀性等因素，目前沉降计算分析的精度难以达到高速铁路式中：￡(f，)为竖向应变；t为时间；z为排水距离；沉降控制标准_2]。因此高速铁路工后沉降预测只能C为固结系数。依靠基于现场监测数据的曲线回归和拟合方法，大Asaoka分析认为，(1)式可采用一个级数形式量的工程实践也已

4、表明，曲线拟合法具有较高的精的微分方程来近似表示l_7]：度。s+．_筝一6(2)沉降预测方法有很多种，如双曲线法、星野法、指数曲线法等]。Asaoka法由于计算公式简单，且式中：s为总固结沉降量(含瞬时沉降、主固结沉降具有一定的理论基础，只需结合较短时间的沉降观和次固结沉降)；n，a。，⋯，a和b为取决于固结系测数据，就能计算预测出较为准确的最终沉降量，是数和土层边界条件的常数。目前应用最广泛的沉降预测方法之一。但其局限性Asaoka法原理就是利用沉降变形观测资料求在于，所需的分析数据必须具有相同的时间间隔。出这些未知数，然后预测最终沉降量。而实际变形观测过程中，由于受到天气、观测周期等沉

5、降一时间曲线可改写为t一jAt(===1，2，3，⋯因素的影响，数据常为不等时距的，需要对数据进行，且△为常数；S一S(t))。如此，(2)式可为：等时距处理，但目前等时距处理的文献相对较S一+∑s(3)少]。为此，本文在某高铁无砟轨道路基实测资收稿日期：2012—11-26作者简介：罗存喜(1966一)，男，学士学位，高级工程师，研究方向为岩土工程。8O土工基础式中：、为常量。③．厂()在点(z，f)处的斜率是连续的；在实际情况下，通常一阶近似表达式的精度已④厂(．z)在点(z，f)处的曲率是连续的。经足够，于是(3)式可简化为：对于上述条件①、④，人为规定如下条件：S一po+pS(4)＼

6、厂(z)一(㈤容易得到最终沉降量S。。为：z)⋯D综合上述内容，可知对数据拟合的三次样条函数-厂S。。一(5)i—(z)是一个分段的三次多项式：Asaoka法又称为图解法，具体求解步骤如下：ff1(z)z1≤z≤z2①在实测的S-t曲线图上，将时间轴划分成间隔相等的时间段△，依次确定t，t⋯时刻的沉降值)一jf2zzz≤z≤32,3(7)[．⋯”S1，S2，⋯。l(z)≤≤计②以s和S，为坐标轴的平面上将沉降值以其中每段(z)都是三次多项式。点(S，S，)画出，并作S—Sf直线，见图1。3．2分段线性插值原理③对(S，S)作拟合直线，与Sj一一SJ的交分段线性插值的原理为：用折线段将各个插值

7、点对应的沉降值，即为最终沉降值。点依次连接起来，作为函数_厂()，假设已知数据点z(0≤i≤，口≤-z≤6)上的函数值为，且满足．27