软土地基沉降的二维非线性粘弹性反演与预测

基于Merchant粘弹性模型和简化双曲线模型，建立软土地基沉降的二维非线性粘弹性Biot固结有限元计算公式；根据最小二乘法建立目标函数，采用Simplex直接优化算法反演确定参数；为反演能获得在物理意义上合理且数学上唯一的参数，提出从简单模型到复杂模型的分步反演分析方法。实例分析表明，该方法是可行的。     

基于遗传算法的软土地基沉降预测

基于自然进化原理的遗传算法是一种解决岩土工程复杂非线性问题十分有前景的方法。对遗传算法中一些具有代表性的算法作了简要分析和评论。软土地基沉降受众多因素的影响,在时序上表现出复杂的非线性特征。针对一个加固纠偏工程的沉降预测问题,运用MATLAB编写遗传算法程序进行了预测分析。计算结果与实测资料基本一致,它在全局优化、非线性优化、多参数优化等方面表现出了传统算法无法比拟的优势。     

Asaoka法预测软土地基沉降时存在的问题和对策

采用Asaoka法对深圳某工程实例的地基工后沉降进行预测,发现选取不同的起始点和时间间隔时,其预测结果相差有3倍之多。因此,用数学方法对预测地基沉降的Asaoka法的表达式进行分析,探讨其拟合参数的误差对沉降预测结果的影响,提出了拟合参数误差放大系数的概念,并对预测结果的可靠性进行分析和评估。分析结果表明:影响Asaoka法沉降预测结果稳定性的一个主要原因是其预测沉降的表达式对拟合参数β_1过于敏感,而且敏感性随着β_1的增大而增大,因此,在保证线性拟合良好的前提下,增大离散点的时间间隔,可减小β_1,从而有效减轻β_1的误差对预测结果的影响;采用Asaoka法预测沉降时,不能单凭线性拟合的好坏来判断一个预测结果的可靠性,还需要考虑拟合参数的误差放大系数的大小。     

高填方地基粘弹性参数反演及工后沉降分布规律预测

云南巧家高填方工程场地地形崎岖,高差悬殊,存在工后沉降量大以及不均匀沉降等问题,而传统沉降预测方法因忽略参数差异性问题不能准确预测高填方场地工后沉降。基于云南巧家高填方工程30组实测沉降数据,采用粘弹性模型、指数模型和双曲线模型三种方式进行工后沉降预测,结果显示粘弹性模型对于高填方沉降预测精度明显优于其他两种模型。基于粘弹性模型预测了云南巧家高填方工程工后沉降分布规律,探明了最大沉降速率和最终沉降的分布区域,为后续开展工程措施提供了合理的科学依据。通过粘弹性本构模型参数反演发现云南巧家高填方工程回填材料的压缩模量和粘滞系数均呈现显著的空间差异性,若不考虑参数空间差异性将会导致预测结果产生显著的误差。基于此提出了高填方场地考虑参数变异性的分区计算方法,该方法不仅能够减少整个高填方场地计算参数,并且能够有效提升预测结果精度,从而满足工程需求。     

海积软土的固结蠕变性状

实验室软土多级固结蠕变试验成果表明,海积软土具有非线性、不可逆的、与时间相关的固结变形特性。在此基础上,提出了时间效应系数的概念,并构造了反映海积软土一维固结蠕变的本构关系。     

地铁荷载作用下软土地基长期沉降的有限元分析

为讨论地铁荷载作用下上海软土地基的长期沉降问题,本文利用边界面本构模型结合弹塑性动力固结有限元理论,通过ABAQUS数值软件分别建立了轨道-隧道-土体相互作用模型,考察单孔和平行双孔两种隧道布置情形。分析了单次、多次地铁列车动荷载加载引起的隧道地基沉降规律,并结合3种经验模型预测了隧道的长期沉降,得到3种不同加载工况下由列车动荷载引起的动应力幅值与沉降;并对比分析了单双孔隧道的沉降特性,将模型计算结果与沉降实测值进行比较。结果表明,采用模型的预测值与沉降实测值接近;双孔隧道的土体沉降不仅是单孔隧道沉降值的简单线性叠加,而且存在一定程度的增大。     

软土地基上大面积水池的沉降

本文主要介绍软上地基上大面积水池的沉降观测,根据水池各部位不同沉降情况提出分析意见,包括对软土地基上水池沉降计算一系列问题的考虑。     

软土地基沉降速率的分析研究及其应用

本文利用Terzaghi一维固结理论推导出了在主固结阶段沉降速率与沉降、剩余沉降及固结时间的关系。结果表明，沉降速率与沉降、剩余沉降均呈线性关系，沉降速率的对数与固结时间成正比。根据这些函数关系，就可推算出最终主固结沉降、剩余沉降以及固结时间，为工程施工提供理论依据。本文还结合了工程实例，论证其可行性。     

河滩相软土地基路堤沉降变形分析

根据伊洛河河谷平原的河滩相软土地基沉降观测结果,用指数法和双曲线法,并配合最小二乘法拟合分析,推算了地基的最终沉降量及固结参数,运用于沉降计算,发现结果比室内试验更与实际接近。对路堤填筑过程中实测沉降资料的深入分析,总结出填土高度对沉降变形的影响规律,并提出了相应的临界填土高度为2.5 m。     

软土地基海堤沉降的有限元模拟

围涂工程的海堤直接坐落在软土地基上,致使地基土受到挤淤、排水固结,产生了较大的沉降量。当前计算海堤沉降基本上按照规范规定以分层沉降总和法为主,辅以软土修正系数,对工后沉降要求结合固结计算和类似工程经验等综合分析确定,对不同的设计人员往往会产生较大的计算误差。如何准确判断海积软土在海堤荷载作用下的沉降变形往往是堤防建造和围海造地等重大工程中的关键环节。为研究海积软土的变形特性,在室内试验和实测沉降的基础上,采用plaxis有限元软件对实际的工程项目全过程施工的模拟,认为采用粘性土弹塑性模型对堤坝沉降变形进行平面应变情况的模拟,沉降模拟跟实测比较接近,并能很好地模拟工后沉降,能解决由经验判断产生的较大误差。     

泥岩巷道围岩弹塑性参数反演分析与长期稳定性预测

以实测的围岩蠕变变形资料为基础,基于现场监测所获得的蠕变本构模型,对某一矿区泥岩体的力学参数进行了弹塑性反演分析,得到的巷道围岩体基本力学参数分别为弹性模量E=2.0 GPa,凝聚力c=1.31 MPa,内摩擦角? =24º。待反演参数水平均值的极差结果显示,通过极差的大小可以判断岩土力学参数的敏感性,对蠕变的影响而言,凝聚力最敏感,其次是内摩擦角,弹性模量再次之。在此基础上,利用反演所得的围岩基本力学参数进行了正演,计算得到了各测点处对应的蠕变位移增量,与实测值相比吻合较好,表明反分析所获得的岩体材料参数综合反映了巷道围岩的力学特性。最后,对巷道围岩变形大小及塑性区范围进行了预测。     

考虑软土流变特性的沉降预测模型研究

增长曲线模型自身的特点决定了其能很好地预测地基沉降的发展趋势。先将该模型推广到多级填土荷载下的路堤沉降预测中,接着基于绝对时间坐标系下的软土次压缩计算式,提出了带软土流变项的新型增长曲线模型,并采用数学中的最优化技术,结合前期沉降实测资料对模型中待定参数进行反演。实例计算表明：该模型对沉降预测精度高,能合理地反映出土颗粒骨架的蠕变过程,且能较准确地给出不同时刻的次压缩量,具有一定的工程参考价值。     

软土路基后期沉降推算方法及误差分析

以某高速公路软基处理断面实测沉降资料为基础,分别对应用较为广泛的7种后期沉降推算方法的精度及误差进行了比较分析。针对每一种推算方法,研究了计算时间起点和时间跨度对推算精度的影响,并探讨了各种方法的优缺点及适用性。研究表明,常用的双曲线法和指数曲线法的推算精度与推算的时间起点关系较大,建议以恒载期3～5个月后为时间起点,取较长时间的沉降资料进行推算,可有效提高推算精度;三点法、沉降速率法和新野法的推算精度较高,且与计算时间起点和时间跨度的关系不大,但都需要对原始观测数据进行特殊处理,计算较为复杂;Asaoka法的推算结果与实测值最为接近,其缺点在于无法对停止加载后某阶段的沉降进行推求。     

公路软基沉降函数干涉神经网络预测模型

建立了基于函数干涉神经网络的公路软基沉降预测模型。工程实例表明,所建议的模型外延性好,而且,可以由较短预压期内沉降观测资料预测远期沉降发展,与传统沉降预测模型相比具有显著的优越性,工程应用前景广阔。     

考虑流变性状的软土地基固结有限元分析

对具有流变性状的软土地基固结特性进行了研究,编制了相应的有限元程序。利用该程序对某高速公路软土地基固结问题进行了计算和分析。通过计算结果与实测结果的对比可得到以下结论：在软土地基的固结变形计算中,考虑流变性状的影响是必要的,其计算值与实测值比较吻合。     

用扁铲侧胀试验计算软基处理工后沉降

准确预测软基工后沉降对评价软基处理方法、提高软基处理质量非常重要。Marchetti提出了运用扁铲侧胀试验计算砂和一般土的沉降公式。该试验具有准确快捷、对土扰动小的特点,但用于计算加载初期的结构性软土误差却较大。软基处理后沉降趋于稳定。利用处理后的扁铲侧胀试验数据,借鉴Marchetti公式,预测工后沉降。通过与其他几种常规计算方法的比较,表明该方法能更加准确地计算软基工后沉降。     

软土路基大应变黏弹塑性正/反分析沉降预测对比

结合软土变形的大位移、大应变、渗透固结及依时性特点,采用黏弹塑（西原）模型模拟土骨架,建立了分析软土地基的大应变黏弹塑性有限元列式和迭代求解算法,并采用动态“生”“死”单元模拟路堤的施工过程,建立了软土路基双重非线性渗透固结分析模型,研制了相应的大型实用化有限元分析程序LSVEP。分别采用反分析所得参数和室内试验确定参数对路基地表沉降和地基深层沉降进行预测,并将所得结果和现场实测结果进行对比分析,结果表明：所建立的大应变黏弹塑性有限元分析方法正确;计算参数的准确选择对沉降预测精度影响很大;用反分析所得参数进行沉降预测的精度远高于正分析预测,是提高沉降预测精度的有效途径,可供类似工程借鉴。     

软土地基工后沉降预测模型的研究

预测工后沉降是高速公路所要解决的主要问题之一。指数曲线法和双曲线法是以往常用的分析方法。但实践表明,前者推算的结果常常偏小,而后者推算的结果又常常偏大。文中提出了一种反映沉降速率与沉降半立方非线性关系的双曲型曲线预测模型。理论分析和实例预测结果表明,该模型的预测值更接近实测值,预测结果的可靠度更高。