基于生長(zhǎng)曲線法的地基沉降預(yù)測(cè)

葛 浩

（河北工程大學(xué)水電學(xué)院，河北 邯鄲 056000）

基于生長(zhǎng)曲線法的地基沉降預(yù)測(cè)

葛 浩

（河北工程大學(xué)水電學(xué)院，河北 邯鄲 056000）

地基沉降問題作為影響工程安全的一個(gè)主要因素而備受人們關(guān)注。掌握科學(xué)的地基沉降預(yù)測(cè)方法對(duì)有效預(yù)測(cè)沉降量并及時(shí)地采取控制措施具有極大的幫助。文章通過對(duì)生長(zhǎng)曲線法的分析論述以及工程實(shí)例的結(jié)合運(yùn)用驗(yàn)證了該方法在一定范圍內(nèi)的準(zhǔn)確性與可操作性，對(duì)工程實(shí)踐具有一定程度上的借鑒與研究意義。

沉降；預(yù)測(cè)；生長(zhǎng)；曲線法

建（構(gòu)）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(shù)值，但在一定程度上沉降量的變化也符合一定的規(guī)律。通過數(shù)學(xué)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(jìn)行預(yù)測(cè)。文章論述生長(zhǎng)曲線方法在地基沉降預(yù)測(cè)問題中的應(yīng)用，結(jié)合工程實(shí)例的分析實(shí)測(cè)、誤差計(jì)算等驗(yàn)證該方法在此類問題中的可參照性。

1 地基沉降

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

2 方法機(jī)理

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

其中：a、b、c為三個(gè)待估參數(shù)。當(dāng)已知時(shí)間t，與沉降量y（t）的多組數(shù)據(jù)時(shí)變可以求得a、b、c的值，最終可以得出生長(zhǎng)曲線的公式（無(wú)參數(shù)）。文章通過運(yùn)用MATLAB曲線擬合法對(duì)以上三個(gè)參數(shù)進(jìn)行求解。

3 工程實(shí)例計(jì)算

對(duì)某高速公路軟土地基其中一個(gè)區(qū)段沉降量進(jìn)行觀測(cè)，結(jié)果（見表1）。

表1 沉降量觀測(cè)結(jié)果

運(yùn)用MATLAB曲線擬合法計(jì)算參數(shù)值，得：

a＝9.815；b＝18.03；c=0.09792.

代入公式（1），則計(jì)算公式為：

其曲線擬合圖（見圖1）。

圖1 曲線擬合圖

由計(jì)算結(jié)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(jié)束語(yǔ)

由以上對(duì)生長(zhǎng)曲線法的論述以及結(jié)合工程實(shí)例分析計(jì)算和誤差計(jì)算驗(yàn)證了該方法在一定范圍內(nèi)的適用性和研究指導(dǎo)意義。需要說明的是，以上的論述以及實(shí)例計(jì)算分析是對(duì)該方法相對(duì)基礎(chǔ)的研究與分析，隨著對(duì)方法的不斷挖掘與探索，相信此后更多更加精確與高實(shí)用性的方法必將不斷產(chǎn)生與完善，從而對(duì)工程實(shí)踐更加具有指導(dǎo)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。