基于指數曲線法的軟基沉降預測研究

摘要:介紹了指數曲線法確定軟基最終沉降量進行推算的過程，探討了如何利用該法進行預測的思路，結合工程實例，根據某級荷載下沉降記錄對下一級最終沉降作了預測，為軟土地基沉降預測提供一條新的途徑。

關鍵詞:軟基沉降預測指數曲線法

中圖分類號:TV142文獻標識碼:Ａ文章編號:1674-098X(2011)05(a)-0098-01

根據實測資料預測最終沉降，仍是水利工程建設常采用的方法。這些方法大多采用一種近似的曲線形式對沉降觀測曲線進行擬合，用有限時間內的沉降觀測資料預估地基沉降的發展趨勢，并推求未來沉降發展規律和最終沉降量。以某水利工程為工程背景，通過實際監測得到地基的沉降的觀測曲線，采用指數法進行沉降預測，為以后的水利工程沉降和變形預測提供一種依據。

1指數法基本原理

指數曲線法是從土層平均固結度為時間的指數函數出發，依據固結度方程和固結度定義得出的:

式中，為最終沉降量;t為時間;為t時刻的沉降量;A、B為兩個參數。

指數曲線法是假定沉降平均速度以指數曲線形式減少的經驗推導法，其經驗公式為:

(1)

式中:—某一觀測時刻;—對應于的沉降量;—最終沉降量，為待定值;—參數，待定。

2 工程實例

濟菏(濟南至菏澤)高速公路菏澤段梁濟運河大橋臺背地基為試驗場地，因為該臺背路基填土較高，可以更詳細的觀測填土過程中地基的變化情況。共設置兩個斷面進行對比研究，Ⅰ斷面和Ⅱ斷面分別為距橋臺樁基大約10m和50m處的路基中心點，采用粉噴樁處理地基。粉噴樁設計直徑50cm，樁長8m，樁間距為1.5m，三角形布置。設計路基上部寬28m，與地基相接處寬50m，高6.8m。路堤底部為0.4m 6%石灰土墊層。其中Ⅰ斷面觀測數據如下表1所示。

根據實測沉降數據求得M和V:

由于數據眾多，用最小二乘法計算復雜，本文利用MATLAB中的左除法來求最小二乘解，得a=-0.0078，b=1.3122，故得

=-1/(-0.0078)=128.2051，=1.3122*128.2051=168.2307

S (320)=168.2307-146.1307*exp ((20-320)/128.2501)=154.1427

S (360)=168.2307-146.1307*exp ((20-360)/128.2501)=157.9174

S (400)=168.2307-146.1307*exp ((20-400)/128.2501)=160.6808

3 結語

工程實際要求計算模型簡介實用，所以解析方法在實際工程中比數值計算方法適用，指數法模型簡便易懂，有很強的適用性。但如何構造樣本數據以提高其在預測中的精度和可靠性是今后的研究重點。

參考文獻

[1]陳祥福.沉降計算理論及工程實例[M].科學出版社，2005.

[2]錢家歡，殷宗澤.土工原理與計算[M].北京:中國水利水電出版社，2002.