基于生長曲線法的地基沉降預測

葛 浩

（河北工程大學水電學院，河北 邯鄲 056000）

基于生長曲線法的地基沉降預測

葛 浩

（河北工程大學水電學院，河北 邯鄲 056000）

地基沉降問題作為影響工程安全的一個主要因素而備受人們關注。掌握科學的地基沉降預測方法對有效預測沉降量并及時地采取控制措施具有極大的幫助。文章通過對生長曲線法的分析論述以及工程實例的結合運用驗證了該方法在一定范圍內的準確性與可操作性，對工程實踐具有一定程度上的借鑒與研究意義。

沉降；預測；生長；曲線法

建（構）筑物的沉降由于受到各種自然與人為因素影響而難以精確得出其具體數值，但在一定程度上沉降量的變化也符合一定的規律。通過數學模型以及曲線擬合的方法可將沉降量曲線及最終沉降量等大致進行預測。文章論述生長曲線方法在地基沉降預測問題中的應用，結合工程實例的分析實測、誤差計算等驗證該方法在此類問題中的可參照性。

1 地基沉降

建（構）筑物在修建以前，由于土體本身重力影響，地基中已經有應力存在。而建（構）筑物的存在改變了土體原有應力狀態，在外界的這種附加作用下，地基中產生了豎向、側向和剪切三種形式的變形，引起了各點的豎向和側向位移。其中，豎向變形（地表）稱為地基沉降。建筑地基在長期荷載作用下產生的沉降，其最終沉降量可劃分為三個部分：初始沉降（或稱瞬時沉降）、主固結沉降（簡稱固結沉降）及次固結沉降。

2 方法機理

生長曲線可分為個體生長曲線和群體（平均）生長曲線，它是描述單一種群受空間約束的生長過程曲線。一般在橫軸上標出時間，縱軸上標出測定值。其特點是開始生長較為緩慢，從某時刻開始劇烈生長，在之后某時刻又趨于緩慢直至停止生長，群體生長多呈S形曲線（sigmoid curve），其常用公式為：

其中：a、b、c為三個待估參數。當已知時間t，與沉降量y（t）的多組數據時變可以求得a、b、c的值，最終可以得出生長曲線的公式（無參數）。文章通過運用MATLAB曲線擬合法對以上三個參數進行求解。

3 工程實例計算

對某高速公路軟土地基其中一個區段沉降量進行觀測，結果（見表1）。

表1 沉降量觀測結果

運用MATLAB曲線擬合法計算參數值，得：

a＝9.815；b＝18.03；c=0.09792.

代入公式（1），則計算公式為：

其曲線擬合圖（見圖1）。

圖1 曲線擬合圖

由計算結果可知，SSE=2.146，則誤差為≈1.46%，由擬合曲線可以看出擬合程度較高，精確度較高。

4 結束語

由以上對生長曲線法的論述以及結合工程實例分析計算和誤差計算驗證了該方法在一定范圍內的適用性和研究指導意義。需要說明的是，以上的論述以及實例計算分析是對該方法相對基礎的研究與分析，隨著對方法的不斷挖掘與探索，相信此后更多更加精確與高實用性的方法必將不斷產生與完善，從而對工程實踐更加具有指導性意義。

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P642.26

A

2096-2789（2016）11-0055-01

葛浩（1990-），男，河北唐山人，碩士研究生，研究方向：水文水資源，水利工程。