灰色-贝叶斯模型在地下托换沉降预测中的应用

在既有建筑物地下托换施工过程中,不均匀沉降可能会对上部结构造成严重损害。为此,本文基于MATLAB软件建立了灰色-贝叶斯预测模型,通过贝叶斯法对灰色GM(1,1)模型进行了优化。该模型用于预测地下托换引起的沉降情况,并结合了灰色模型的优点,如适用于小样本数据、无须假设数据分布规律等,以及贝叶斯模型的优点,如可利用已有数据不断更新预测结果,提高预测准确性。本文应用该模型对实际案例中地下托换施工引起的沉降进行了预测,并发现该模型能够较准确地预测沉降情况,并能够不断更新预测结果以适应新的数据。本文的研究成果为相关领域提供了一种新的组合预测模型,并为MATLAB在地下托换沉降预测方面的应用提供了借鉴和参考。

湖北某高速公路管桩加固软土路基失效机理分析

以湖北某高速公路管桩加固软土路基滑坡为例,根据现场地层偏压现状,利用有限元软件GTS NX模拟滑坡滑移区并得到了相应的安全系数,从而探讨了施工及备选方案的合理性。研究结果表明:(1)该滑坡并不是由于承载能力不足导致的,其原因是土层分布不均;事后处理方案未充分考虑土体偏压的不利影响,导致加固软土路基失效;(2)模型在路基临水侧便道下部区域出现了主要滑移区,并带动了相邻区域的滑移;(3)车载对滑坡无显著影响,而池塘水压力可有效抵消部分侧压力,提升了安全系数;(4)路基底部管桩能有地效降底部位移,便道边的管桩会显著提升安全系数。

不均匀软土路基稳定性与变形曲线特性分析

为进一步研究不均匀软土地基性能,基于武汉鄂咸高速公路软土路基施工项目,根据现场各类土体参数及位置沿路线变化较大的现象,建立二维不对称路基简化模型。研究在不对称土体参数变化作用下的边坡稳定及变形规律。结果表明,①不均匀弹性模量对安全系数的影响极小,边坡两侧填土水平位移最大值变化趋势整体呈相反态势,当左侧弹性模量小于对照组时,沉降增幅明显,当左侧弹性模量大于对照组时,沉降有一定程度缩减;②随着左侧黏聚力和内摩擦角的增加,各断面填土两侧水平位移均相应减小,安全系数增加,黏聚力与内摩擦角的最危险滑移面取决于边坡土体最弱处,两者在沉降曲线中有显著差异,在不均匀内摩擦角的作用下,断面两侧沉降趋势相反,同侧随内摩擦角缩小而沉降增加,异侧有小幅回升。

带承压板注浆工法研究及工程应用

综述了注浆技术的现状,并就其存在的问题及发展方向进行了阐述。对注浆工法在构造上进行改进,在地面加设承压板,以增强注浆加固效果和提高注浆可靠性,对注浆工法的作用机理、加固效应进行了系统分析,提出了相应的设计原则及构造措施,并成功地应用于工程实践。

基于SA算法的灰色Verhulst模型在软土路基沉降预测中的应用

公路软土路基在施工完成后会产生较大的工后沉降,对后期的车辆通行有一定的影响,因此对软土路基的沉降预测进行了研究。根据实际工程中所测得的沉降数据,利用python编程语言的科学计算库,建立了非等时距灰色Verhulst模型。采用SA算法(模拟退火算法)对模型进行优化,求得模型参数的最优解和最终沉降量,给出了路基随时间变化的沉降预测曲线,并与传统非等间隔灰色Verhulst模型曲线进行了对比和误差分析。结果表明:经SA算法优化后的模型能更好地反映软土路基的沉降规律,可较好地应用于软土路基的沉降预测研究中。

一种新型挡土墙设计方法

结合某加油站挡土墙设计提出了一种在软弱地基上土-砌体组合挡土墙的设计方法,给出了相应的计算模型及构造措施,对其适用条件及优越性能进行了概述,并运用实际工程取得了良好效果。

隧道中支盘式锚杆静压桩单桩极限承载力分析

基于理论分析、数值模拟及经验公式验算等方法对支盘式锚杆静压桩在隧道止沉工程中的应用进行了研究.使用支盘式锚杆静压桩这一新型桩型处理隧道下卧层软基;介绍了该桩的成桩工艺流程、压浆机理并分析其优缺点.通过单桩模型分析表明,支盘式锚杆静压桩相比于普通锚杆静压桩,承载力较大且沉降量较小.采用单一因素变量分析了不同土层参数对其承载性能的影响.

泡沫轻质混凝土在不均匀地基中的应用研究

以某公路工程不均匀地质地基段路基加固施工为例,采用数值模拟方法将泡沫轻质混凝土填筑路堤与普通土路堤进行对比,分析两者沉降和基底应力差异;并就不同泡沫轻质混凝土填筑高度和预压地基对路基基底沉降、基底应力及路面工后沉降的影响进行了研究;结果表明:路堤高度不变时,泡沫轻质混凝土填筑高度越大,路基底沉降和应力越小且分布越均匀,软弱地基侧隆起高度越小,路面工后沉降也越小,但泡沫轻质混凝土的作用有限;不均匀地质分界处路基底沉降分布趋势发生改变、基底应力较大;相比于直接填筑路堤,先预压地基再进行路堤填筑时,路基底沉降和应力均较小且分布较均匀,路面工后沉降也较小,软弱地基侧未出现隆起.

基于等时距处理和IOWHA算子的路基沉降预测

为避免随机因素对单一预测模型影响,建立更符合软土路基沉降规律的模型和方法以提高预测模型的精度和可靠性,分别以原始沉降数据、经三次样条插值和经分段三次Hermite插值处理的数据为样本值建立Gompertz模型、Logistic模型和灰色Verhulst模型3种预测模型,将每种模型的3种情况的预测值同实测值进行对比分析,选出每种模型对样本处理的优势方法。以每种模型的优势方法为单一模型,建立基于诱导有序加权调和平均(induced ordered weighted harmonic averaging, IOWHA)算子的组合模型,该组合模型按照每个时刻单一模型的预测精度的高低对最优权系数进行求解。结果表明:在沉降速率发生明显变化时刻的数据作为最后一组样本值进行预测时,Gompertz模型和Logistic模型以分段三次Hermite插值等时距处理的数据为样本值预测效果更好,灰色Verhulst模型以原始沉降数据为样本值预测结果精度更高。求解基于IOWHA算子的组合预测模型的赋权系数时,遗传算法(genetic algorithm, GA)比使用MATLAB的非线性优化的工具箱的求解方法更为可靠,得到的组合模型预测精度更高。

“卓越计划”创新型人才培养模式与方法研究

"卓越计划"是国家中长期教育改革、人才发展规划的重大改革项目,以培养创新能力强、适应经济社会发展的高质量工程技术人才为目的。笔者在多年本科教学及指导大学生科技创新活动的实践经验基础上,结合"卓越计划"创新型人才培养目标,提出"两广—两精—两平台"的培养模式与方法,旨在提高大学生在学习能力、创新能力、实践能力、交流能力和社会适应能力培养方面做进一步的探索,希望能得到抛砖引玉的效果。

斜直组合桩支护深基坑开挖滑动面分析

为研究基坑开挖过程中滑动面发展变化规律,文中结合具体工程实例提出软土地基下,不同开挖深度时的支护结构临界插入比的取值方法。结果表明,传统圆弧滑动法中,土体滑动面始终通过支护结构嵌固端底部这一假设并不合理。土体滑动面应随着支护结构插入比的增大而逐渐上移,经过支护结构嵌固端底部,并最终围护结构嵌固部分。对软土地基中,不同开挖深度、土体强度增长率和土体强度下的临界插入比数据进行拟合,得出对应的拟合曲线,并以此算出安全系数。实际工程中,考虑对应的安全系数将预测值放大后使用。

锚杆静压桩在预制拼装桥墩中的沉降特性研究

在城市高架桥施工时,为减小桥墩及基础施工对道路交通的影响,可采用快装桥墩及锚杆静压桩施工工艺。以某快装桥墩锚杆静压桩基础为背景,针对桩基后压成桩的特点,研究了锚杆静压桩的沉降特性;分别建立了无桩承台和压桩后群桩基础2种工况的有限元模型,对比分析了上土层弹性模量E1、下土层弹性模量E2和桩侧摩阻系数f对基础最大沉降量smax及桩土荷载分担比η的影响。结果表明:在无桩承台和压桩后群桩基础2种工况下,随着E1及E2的增大,基础最大沉降量smax不断减小;E1对无桩承台基础smax的影响较大,E2对群桩基础smax的影响较大;随着f的增大,群桩基础的smax及土体荷载分担比ηsoil逐渐减小,但影响有限。

盾构隧道施工对邻近斜桩的影响研究

通过MIDAS/GTS模拟隧道盾构施工对不同倾角的斜桩产生的影响.研究表明:开挖面距斜桩前后2倍隧道直径范围内会引起近隧道侧桩身产生较大背洞位移及较大附加正弯矩,其中最大背洞位移及最大正弯矩均发生在隧道轴线处;随开挖面前推,上半部桩身侧摩阻力由正转负,下半部桩身侧摩阻力继续增大,两者最大值分别为84.347和-31.307 kN/m;桩身变形和内力对斜桩倾角的正负性较敏感,负斜桩桩顶横向位移和沉降均大于直桩和正斜桩,附加轴力,弯矩及侧摩阻力则小于后两者且中性点随倾角增大有上移趋势,正斜桩中性点则随倾角增大逐渐向隧道轴线下移.

斜向荷载作用下斜桩承载性能数值分析

现行斜桩承载力荷载试验未考虑水平、竖向荷载的相互影响,不符合斜桩的实际受力情况.为研究斜向荷载作用下斜桩承载性能,针对斜桩在轴向上的不对称性,采用有限元模拟斜向荷载作用下斜桩承载性能,分析了水平、竖向荷载对桩顶位移的相互影响,荷载大小与荷载倾角对桩顶位移的影响.结果表明:水平、竖向荷载对桩顶位移存在有利相互影响,同时施加可减小桩顶水平位移与沉降;在被研究的桩-土条件下,斜向荷载加载初期(不大于400 kN),斜桩轴向受荷时,桩顶水平位移、桩顶沉降同时最小;斜荷载加载中后期(大于400 kN),若斜桩倾角大于与荷载倾角1°~2°,斜桩桩顶水平位移最小且在6 mm内、桩顶沉降较轴向受荷时增加1.1 mm,水平承载力提高62.9%、竖向承载力略有降低.

基于p-y曲线法的门式双排桩支护变形研究

基于p-y曲线法和比例系数,对双排桩侧向位移进行计算,考虑了桩土接触的非线性,并结合有限单元法进行验证.研究表明:采用p-y曲线法计算门式双排桩侧向位移,在位移曲线的形态及数值上十分接近真实情况,采用p-y曲线法的非线性分析对双排桩的水平位移计算是十分合理的,对实际工程中快速计算双排桩位移具有指导意义.

端帽式碎石注浆桩在路堤荷载下工作性状

为有效控制路基的工后沉降,提出了路堤荷载下端帽式碎石注浆桩技术。针对路堤荷载下复合地基的工作性状,对端帽式碎石注浆桩进行了分析,研究表明:上端帽提高了桩体荷载分担比,减小了桩顶刺入变形;通过桩体穿越软土层将更多路堤载荷传至深层,减小软土层后期沉降;提高注浆压力以扩大注浆加固区半径,加强浅层注浆,减小桩间土沉降。桩下端注浆扩大体,对所在持力层进行挤密加固;扩大桩底面积,减少桩体向下的刺入变形,降低复合地基工后沉降。对不同桩距、浆液扩散区进行比较,提出了合理的布桩建议。与普通碎石注浆桩相比,端帽式碎石注浆桩在提高承载力和减少复合地基沉降,特别在控制路基的工后沉降方面效果显著。

无砟轨道抬升路基动力响应分析

为研究无砟轨道高聚物抬板填充注浆后路基整体动力性能的变化,运用有限元分析的方法对采用高聚物注浆抬升后的轨道路基进行动力分析.采用通用有限元软件abaqus与理论相结合的方法,建立无砟轨道路基体有限元模型,通过对比分析高聚物不同材料力学参数下路基的动应力和动位移,明确了高聚物材料注浆对路基动力响应发展规律的影响,分析结果表明:在选用填充材料时应选用填充材料的弹性模量接近或大于基床表层的弹性模量,且不宜低于116 MPa;抬板填充应当在路基发生小沉降时就进行及时的抬升补偿,尽量将抬升量控制在35 mm以内.

考虑侧向变形的地基沉降修正研究

以Ansys有限元程序为计算手段,利用沪宁高速公路资料,取得多组不同土质的路基在其他条件相同时,分别考虑侧向变形与不考虑侧向变形时的沉降值,通过对这些数据进行统计分析,得到了一个与填土高度及土体的主要物理指标有关的沉降近似修正公式:Ms=(1.1+0.015H)(0.82+0.176e),并以沪宁高速公路的资料进行验证,证明将修正公式应用于e-lgp法计算是合理、可行的。

拱形单元组合抗滑桩体型研究

提出一种新型的抗滑结构体系,即拱形单元组合抗滑桩,并总结了几种结构组合形式;以工程实际为背景,在假定抗滑桩为刚性嵌固的前提下应用有限元分析软件ANSYS对其上部结构进行建模分析,结果表明该新型抗滑桩具有良好的空间受力性能和整体刚度,顶端位移较常规抗滑桩有大幅度减少。

基坑支护桩兼作基础的工程实例

介绍了汉口中山大夏利用原基坑支护桩兼作室外观光电梯基础的设计过程，对支护桩在基础增设前后的受力形式进行了分析及验算，并对类似工程在设计及施工中的有关问题进行了探讨，工程实践表明，该方案施工简单，费用经济，效果良好。