【博士】軟基路堤沉降預(yù)測(cè)和計(jì)算【2004】

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　　學(xué)科專業(yè)：巖土工程　　授予學(xué)位：博士　　學(xué)位授予單位：河海大學(xué)　　學(xué)位年度： 2004年　　高速公路沉降如果沒有得到嚴(yán)格的計(jì)算與控制，建成后不久就會(huì)發(fā)生出現(xiàn)路面開裂、橋頭錯(cuò)臺(tái)等現(xiàn)象，這不但威脅到交通運(yùn)輸?shù)陌踩?，而且也造成了人力、物力上的浪費(fèi)。本文圍繞軟基路堤沉降預(yù)測(cè)和計(jì)算這一核心問(wèn)題展開了以下的研究工作：　　(1) 路堤沉降的預(yù)測(cè)模型、預(yù)測(cè)方法研究。通過(guò)誤差分析與比較，把增長(zhǎng)曲線模型引入到多級(jí)荷載下的路堤沉降預(yù)測(cè)中。其次，考慮到軟土流變效應(yīng)的存在，提出了一種能計(jì)入軟土次壓縮的經(jīng)驗(yàn)公式模型；　　(2) 路堤沉降計(jì)算有限元法實(shí)用化研究。對(duì)于一般道路工程中不做三軸試驗(yàn)但須進(jìn)行沉降有限元計(jì)算的情況，給出了依據(jù)土體常規(guī)試驗(yàn)的切線彈性模量確定方法和相關(guān)修正系數(shù)，同時(shí)也提出了對(duì)砂性土和粘性土均適用的切線泊松比的近似替代式子；　　(3) 基于改進(jìn)的BP網(wǎng)絡(luò)對(duì)鄧肯張模型主要參數(shù)修正研究。采用非線性有限元程序，對(duì)鄧肯一張模型中8個(gè)參數(shù)與路堤沉降的關(guān)系進(jìn)行了詳細(xì)分析，找到了影響沉降的主要參數(shù)；接著，針對(duì)傳統(tǒng)的三層BP網(wǎng)絡(luò)具有收斂速度慢、易陷入局部極小點(diǎn)等不足，對(duì)其進(jìn)行了修正，提出了改進(jìn)的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型；最后，根據(jù)上述靈敏度分析結(jié)果，基于改進(jìn)的BP網(wǎng)絡(luò)模型較強(qiáng)的非線性映射能力和前期沉降實(shí)測(cè)資料，對(duì)路基中各天然土層的非線性模型主要參數(shù)進(jìn)行了反分析修正；　　(4) 路堤沉降計(jì)算一維法中考慮應(yīng)力歷史、側(cè)向變形的研究。提出了可考慮土體應(yīng)力歷史影響的修正系數(shù)M．式子；接著，針對(duì)e～I(xiàn)gp法或進(jìn)行了應(yīng)力歷史影響修正后的口，、P~p等，通過(guò)大量非線性有限元計(jì)算，分別給出均質(zhì)路基和非均質(zhì)路基的考慮土體側(cè)向變形影響的沉降修正系數(shù)肘，式子。綜合這兩個(gè)方面，單向分層綜合法的計(jì)算結(jié)果趨于更準(zhǔn)確，其不但能考慮應(yīng)力歷史外，而且能計(jì)入土體側(cè)向變形甚至土體非線性特性；　　(5) 路堤沉降計(jì)算無(wú)單元法應(yīng)用研究。本文探討了不等階(多項(xiàng)式基)徑向點(diǎn)插值無(wú)單元法形函數(shù)插值格式，給出了其求解平面應(yīng)變下比奧固結(jié)問(wèn)題的主要方程，編寫了相應(yīng)的計(jì)算程序，并對(duì)軟基路堤的沉降進(jìn)行了非線性計(jì)算，取得較滿意的結(jié)果?！　?

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