高速铁路路基沉降量预测方法探究

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1、高速铁路路基沉降量预测方法探究　　【摘要】：随着我国铁路事业的发展，列车运营速度日益提高,列车速度的提高对铁路路基的要求也越来越高。通过沉降量预测方法获取的数据对路基最终沉降、工后沉降进行预测分析，为正确进行高速公路路基沉降变形预测和监控提供了科学依据，保证铁路运营的正常。【关键词】：高速铁路;路基;沉降量;预测中图分类号：F530文献标识码：A文章编号：0、前言我国高速铁路事业飞速发展，为了保持桥上无砟轨道结构的高平顺性和高稳定性，确保高速铁路运营的安全、舒适，控制路基及桥梁基础的沉降成为高速铁路修建的难点之一。路基沉降的预测与控制是高速铁路建设的一个关键问题，也是亟待解决的技术难题。

2、1、高速铁路路基沉降预测的重要性7对已修建的高速铁路路基沉降进行监测，一方面对铁路的健康进行评估减少事故的发生，另一方面沉降预测目前没有成熟的规范作为指导，对于沉降的控制与预测，必须要以大量可靠的沉降观测数据为基础。因此，必须对其观测方法加以研究比较，以保障能够对高速铁路大量桥梁基础沉降进行准确的量测、判断、评估，并为高速铁路沉降计算理论的发展提供可靠依据。2、高速铁路路基沉降预测方法分析2.1、反分析法7反分析法是利用软土路基施工工程的实际测量值，对土性参数与本构模型的参数进行数值计算，并同时将所需物理量的问题求出，这样的过程预测分析法就是反分析。沉降预测的实际测量值主要包括位移、孔压

3、与应力等。反分析法预测软土路基的沉降状况是一项近些年的新兴技术，反分析法通过对现有的软土路基沉降的观测资料进行分析，并反演计算出正分析中所输入的参数。在计算之后，便可使正分析的结果充分接近实测沉降的数据结果。反分析法的本构模型发展迅速，原来的弹性模型已经发展到了粘弹塑性及弹塑性的模型。虽然粘弹塑性、弹塑性的位移分析方法理论发展较快，但在软土路基的实际施工过程中仍然面临着许多的困难，导致困难的主要原因有隐式的非线性方法确定其最优的参数值时，只能使用直接法，这样的预测方法计算出来的效果并不能达到最优的状态。在使用反分析法对软土路基的沉降情况进行预测时，需要具备相对完整与可靠的实测数据值；在对

4、某些参数进行反算时，则是需要其他一些参数的辅助估计或实测；采用反分析法的第一个步骤是对反分析的数学模型整体进行某种假定，这些数学模型的假设合理与否会对反分析的准确结果造成直接的影响，所以，在选择反分析的模型与假设介质的特性方面等，经验判断对其起到了非常重要的影响。就以上的分析而言，在对软土路基的沉降量进行预测时，就会因为许多的人为主客观因素而引起预测结果的误差。2.2、双曲线法双曲线法的具体做法为假定软土路基的沉降平均速度是按照递减双曲线的规律变化的，并根据填土的不同高度与时间，测得路基对应的沉降量，最后根据数值绘制出坐标图。采用双曲线法所得到的预测数据，在初期预测时的误差比较大，而在进

5、行后期预测时的精度才能达到一个较高的水平。双曲线法比较适用于长期预测。此外，双曲线法的预测精度与选定参数时的人为因素有关；虽然双曲线法不需要作很长时间的观测，就可以达到要求的预测所需的精度，但是在时间方面的选取至关重要，而时间的取值会受到人为的因素影响，一般情况下，选取在沉降有所收敛的时间段才是最为适宜的，而在实际的选择时，容易在预测曲线的前段出现偏差。在软土路基的沉降变化趋于稳定的情况下，采用双曲线法进行预测是比较适宜的。2.3、灰色系统理论是由我国著名学者邓聚龙教授1982年创立的,它通过对部分已知消息的生成和开发,提取有价值信息,实现对系统运律的正确描述和有效控制。7岩土工程土体是

6、一个具有着时空变异性、不均匀、不连续的地质土体，对于路基填土施工过程，路基沉降变形预测是一个极其复杂、又必须解决的工程问题。路基沉降变形是随着上覆荷载的变化而变化的一个动态过程，存在着很多的不确定性和随机性，如天气、温度、施工荷载大小等因素都将影响路基沉降量的大小。许多现场实测资料表明路基沉降变形过程是一个非线性方程。灰色系统预测就是对原始数据的处理和灰色模型建立,发现和掌握系统发展规律,对系统未来状态做出科学的定量预测。在实际操作中,通过对原始数据序列作一定的变换,定义适当的序列算子和序列灰导,并对算子作用后的序列建立GM模型的近似微分方程,通过精度检验后,即可预测。GM模型是最常用的

7、预测模型,由于诸多外界因素干扰着系统,通常要对GM模型进行一定的修正,以取得更准确的预测效果。2.4、神经网络预测法7人工神经网络法预测软土路基的沉降量也是在近年才出现并发展的一种新兴方法。人工神经网络是用于预测软土路基沉降的一种信息处理应用系统，其在工程技术与信息科学等领域范围内已经获得了大范围的使用。神经网络预测法的主要组成部分为简单但又高度联系的处理单元，这些处理单元组成了一个系列，其作用原理为生物脑的神经系统的计算机模拟处理