砂土地基沉降预测优化模型研究.pdf

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1、矿业工程第9卷第3期18MiningEngineering2011年6月砂土地基沉降预测优化模型研究吴建奇李文彪(1．江西理工大学；2．江西省赣南公路勘察设计院，江西赣州341000)摘要：介绍了几种常用的“S”型曲线模型，然后在其基础上通过优化组合的方法建立了一种新的砂土地基预测方法，并通过工程实例进行了验证。关键词：砂土地基；沉降预测；模型；优化中图分类号：TU433文献标识码：A文章编号：1671—8550(2011)03—0018—03三组数据代入泊松曲线表达式一中，求0引言出其中的参数S，a，b并代入泊松

2、曲线表达式，以沉降问题历来是土力学中的主要研究课题之此建立地基沉降的拟合方程。一。在Terzaghi一维固结理论极的基础上，沉降上述方法虽然已经在工程实践中得到应用，但问题的理论研究取得了长足的进步，并且强有力地是由于它们一般把土体考虑成是均质的各项同性指导了工程建设。关于砂土地基的沉降预测模型，体，而实际的土体大都是非均质的各项异性体，并前人已经做了很多工作，由于这些模型普遍呈现且各方法所需要的数据来源、数据精度不同，因“S”型，因此，一般称为“S”型曲线模型，常用此，很难较为准确地预测砂土地基沉降，只能作为的“

3、S”型曲线模型主要有：一种定性的参考。——指数曲线法[1]：首先由固结计算的通式得到某一时刻的地基平均固结度，然后在实测沉降曲1砂土地基沉降的优化方法线上取荷载恒定后时间间隔相等的三点，这三点分1．1优化方法简介别对应相应的沉降量，最后联立三点固结度的表达根据最优化拟合的原则，通过简单曲线配合法式求解沉降值。取值时三点的时间间隔越大，以此拟合参数得到的“s”型沉降曲线能够较好地描述推算的沉降值越准确。——双曲线配合法：根据不同的填土高度和时砂土地基的沉降发展过程。但是由于各种“S”型曲线存在差异，因此，本文提出了一

4、种比单一预测间，测得相应的沉降量，并将这些数据成对的绘制在直角坐标系中，然后通过曲线拟合的方法得到地模型考虑问题更加系统、全面和精确的优化组合沉基任意时刻沉降量的方程，最后对该方程进行时间降预测方法：将多个单项模型进行适当的组合，综趋于无穷的积分便可得到地基的最终沉降量。双曲合利用不同模型提供的信息，尽可能地提高预测精线配合法在推测任意时刻的沉降量时，要求实测沉度。优化方法的主要思路为：以多目标(参数)为分析对象，以精确度指标为精度指标，以最优加权降时间至少应半年以上，如果没有足够的原始观测系数的求出为目标，以使优

5、化预测方法能够更加有数据，推测效果可能不理想。——泊松曲线法_2]：在实测曲线上选取时间间效和精确地预测砂土地基的沉降量。隔相等的三点(，S)(￡，S。)(￡，S。)，并将这1．2优化模型1．2．1预测精确度设在某实际工程的沉降预测中，S为t时刻的项目编号：江西省教育厅科技项目(GJJO9252，GJJ10485)．实测值，S为利用第i种预测方法第t时刻的预测收稿日期：2010—10—26作者简介：吴建奇(1980一)，男(汉族)，江西萍乡人，江西理工值，k===(S一s)／s为第i种预测方法第t时刻大学建筑与测绘

6、工程学院讲师，主要从事岩土、结构等方面的教学和科研工作。的预测相对误差；令z，z，⋯，z为各种预测方2011年第3期吴建奇等砂土地基沉降预测优化模型研究19法的加权系数(∑z一1，l≥0，i一1，2，⋯，1TIaxs『a。∑liE(A)+(卜。)])，则第i时刻的预测精度为：A一1一IkI一1一I(一sJ1-G0[∑(+l~l,poa(Ai)(Ai)ni=1一1一l∑lkI，1，2，⋯，N(1)r∑1一15·￡·(6)因此，该优化方法的精确度指标为：【Z≥0，i一1，2，⋯，mS(1，z，⋯，1)一E(A)[1一(

7、A)](2)式中一E(A—E(A))(A一E(AJ))／式中E(A)、(A)——分别为A的均值和方((A)(A，))]／N为第i种预测方法的预测精差：度与第J种预测方法的预测精度的相关系数。式E(A)=∑A／N(3)(6)显然是一个可微的非线性规划，较式(5)易于求解。(A)一∑(A一E(A))。／N1．2．3优化模型的求解N1假如采用两种单项模型进行组合预测，设—。[A,L)](4)NAA。、A分别为两种预测方法S、及优化预其中0≤E(A)≤1，0≤(A)≤1，0≤S测方法s在时点t的预测精度，其序列的均值及均(

8、Z，Z2，⋯，Z)≤1。方差分别为E(A)、E(A2)、E(A)、该精确度指标模型构造了两个目标函数，一个(A)、(A)和(A)，设优化权系数为l和一为优化预测的精度序列均值指标E(A)，它反映1，则优化预测方法为：S=Is+(1-1)。优化预测方法在不同时刻的平均预测精度，其越大越女r；一个为优化预测的稳定性指标(A)，它反由于存在a。∈Eo，lq，使得1