循環(huán)荷載作用下水泥土樁復(fù)合地基的永久沉降預(yù)測研究.pdf

1、我國沿海地區(qū)及部分內(nèi)陸城市廣泛分布著深厚的軟粘土層,隨著這些地區(qū)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展和城市化水平的不斷提高,在軟土地區(qū)修建高速鐵路、高速公路是不可避免的。但由于軟土地基具有強(qiáng)度低,變形量大且持續(xù)時(shí)間長,含水量高且滲透性差等特點(diǎn),且因長期循環(huán)荷載作用而產(chǎn)生的沉降問題仍很突出。而路基上的各類交通荷載可以看作是一種長期的循環(huán)荷載,因此尋找合理的沉降預(yù)測方法,準(zhǔn)確地預(yù)測循環(huán)荷載作用下復(fù)合地基的工后沉降量,以便能更有效更經(jīng)濟(jì)地控制路基沉降,保證道路交通

2、安全和快速運(yùn)營,具有重要的實(shí)際意義。
　　 目前對于靜荷載作用下水泥土樁復(fù)合地基的沉降預(yù)測已經(jīng)取得了一定的研究成果,而對于循環(huán)荷載作用下復(fù)合地基的沉降預(yù)測國內(nèi)外研究較少。本文采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和遺傳規(guī)劃兩種人工智能方法,將室內(nèi)大型模型試驗(yàn)結(jié)果作為研究樣本,對循環(huán)荷載作用下的水泥土樁復(fù)合地基的永久沉降進(jìn)行預(yù)測研究。
　　 本文提出兩種不同的預(yù)測方法,第一種方法就是借助人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型,利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)大的非線性映射和學(xué)習(xí)能力,

3、基于MATLAB平臺(tái)編程。將已完成的循環(huán)荷載作用下,室內(nèi)水泥土樁復(fù)合地基模型試驗(yàn)的大量測試結(jié)果作為樣本,通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的訓(xùn)練,尋求沉降及其主要影響因素(如:水泥摻入比、循環(huán)應(yīng)力比、置換率、循環(huán)次數(shù)等)的內(nèi)在關(guān)系,據(jù)以提出基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的循環(huán)荷載作用下復(fù)合地基沉降預(yù)測方法。第二種就是將遺傳規(guī)劃這種新的預(yù)測方式用于水泥土樁復(fù)合地基永久沉降預(yù)測的問題中,建立相應(yīng)的GP模型,對水泥土樁復(fù)合地基沉降過程中的工程參數(shù)問題進(jìn)行計(jì)算分析,并得出具體

4、的數(shù)學(xué)模型。即根據(jù)所收集的大量的實(shí)驗(yàn)資料運(yùn)用遺傳規(guī)劃方法進(jìn)行仿真測試,通過遺傳規(guī)劃的復(fù)制、交換、突變等遺傳操作,建立了GP模型,確立水泥摻入比、循環(huán)應(yīng)力比、置換率、循環(huán)次數(shù)與地基的永久沉降之間的非線性關(guān)系,并給出顯性的函數(shù)表達(dá)式。同時(shí)將上述兩種方法的預(yù)測結(jié)果分別與普通的線性回歸模型進(jìn)行對比,從三種不同的沉降預(yù)測模型的分析和比較中可以看出,BP模型的最大誤差為7.64％,平均誤差為5.58%,明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的線性回歸模型方法,具有較高的預(yù)測