【摘要】：隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,對高速公路建設(shè)質(zhì)量要求也越來越高,而在公路建設(shè)中,對軟土路基工后沉降控制成為質(zhì)量控制的一項重要指標(biāo)。如何設(shè)計地基處理方案、合理的規(guī)劃施工進(jìn)度成為軟土路基迫切解決的重大課題,進(jìn)行區(qū)域性軟土路基沉降觀測并通過對觀測數(shù)據(jù)的分析對設(shè)計年限內(nèi)的沉降進(jìn)行預(yù)測,成為解決這一課題的必然途徑。本文通過對天津濱海新區(qū)某在建道路穿越坑塘段為依托,通過對海相軟土路基K13+840~K14+000段現(xiàn)場實際觀測資料和相關(guān)地質(zhì)資料進(jìn)行分析,得到荷載—沉降—時間關(guān)系曲線。同時,建立灰色理論系統(tǒng)模型對沉降觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行最終沉降量的預(yù)測分析,采用三次樣條B.Spnlie插值函數(shù)對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行等時距處理。并應(yīng)用大型有限元ANSYS軟件對軟土路基進(jìn)行數(shù)值模擬。對數(shù)值模擬的結(jié)果與實測數(shù)據(jù)、灰色理論預(yù)測數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析,通過分析整理以期能夠建立天津地區(qū)坑塘回填沉降模式,對以后坑塘回填起到一定指導(dǎo)作用。本文主要研究內(nèi)容及結(jié)論有如下幾點:(1)通過對現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)的分析,可實現(xiàn)對路堤填土速率控制、地基固結(jié)情況的預(yù)測和確定構(gòu)筑物的施工工期。(2)通過對現(xiàn)場實測沉降數(shù)據(jù)繪制累積沉降量曲線與用ANSYS有限元軟件模擬路基沉降觀測點的豎向位移隨時間的變化曲線相比較可知:有限元模擬分析出的軟基累積沉降曲線與現(xiàn)場實際觀測數(shù)據(jù)繪制的累積沉降曲線其沉降變化趨勢都隨著時間的增長逐漸收斂于某一穩(wěn)定值。說明采用該模型對該段路基的沉降情況進(jìn)行模擬是切實可行的。有限元模擬分析結(jié)果偏小于實測數(shù)據(jù),造成這一結(jié)果的主要原因是,在軟土路基模擬過程中沒有考慮滲流因素的影響,且在堆載過程中,沒有考慮地下水位的變化和對孔隙水壓力的影響。(3)通過對路基沉降觀測值和GM(1,1)模型的預(yù)測值進(jìn)行對比分析可知,GM(1,1)模型沉降預(yù)測序列在路基施工開始階段產(chǎn)生誤差相對較大,當(dāng)觀測的實際沉降觀測數(shù)列越來越多時,其相對誤差有減小的趨勢,在觀測過程中受施工條件、環(huán)境條件的變化、觀測人員主管條件等因素影響,局部也有波動情況。在實際沉降觀測中的觀測數(shù)據(jù)越多,GM(1,1)模型預(yù)測精度就越高。(4)海相軟土路基沉降變形總的規(guī)律是:在路堤加載施工期間,沉降發(fā)展明顯加快,停止加載一定時間后,沉降速率的波動隨之變緩,沉降曲線趨于平緩。在路堤土預(yù)壓期間,沉降速率趨向收斂某一較小值。
[Abstract]:With the rapid development of the national economy in China, the quality requirements for highway construction are becoming more and more high. In the highway construction, the settlement control of soft soil subgrade has become an important index for quality control. How to design the foundation treatment scheme and plan the construction schedule reasonably is an important issue for the soft soil subgrade to be solved urgently. The settlement of the soft soil subgrade is observed and the settlement in the design life is predicted by the analysis of the observation data. It is an inevitable way to solve this problem. Through the actual observation data and related ground of the K13+840~ K14+000 section of the marine soft soil subgrade through the excavation of a tunnel in the Tianjin Binhai New Area. The qualitative data is analyzed and the load settlement time relation curve is obtained. At the same time, the grey theory system model is established to predict the final settlement of the settlement observation data, and the three spline B.Spnlie interpolation function is used to carry out the equal time distance processing for the original data. And the large finite element ANSYS software is applied to the soft soil subgrade. The results of the numerical simulation and the measured data, the grey theory forecast data are compared and analyzed. Through the analysis and arrangement, we can establish the backfilling settlement model in Tianjin area, and play a guiding role in the backfilling of the pit. The main contents and conclusions of this paper are as follows: (1) through the analysis of the field measured data, The rate control of embankment filling can be realized, the consolidation of the foundation is predicted and the construction period of the structure is determined. (2) the cumulative settlement curve is drawn by the measured settlement data in the field and the vertical displacement curve of the subgrade settlement observation point is compared with the time change curve with the ANSYS finite element software. The cumulative settlement curve of the base cumulative settlement curve and the actual observed data in the field have been gradually converged to a certain stable value with the increase of the accumulated settlement curve. It shows that it is feasible to simulate the settlement of the subgrade by using this model. The result of finite element simulation analysis is less than the measured data, which causes this knot. The main reason is that the influence of seepage factors is not considered during the simulation of soft soil subgrade, and the change of groundwater level and the effect on pore water pressure are not considered during the loading process. (3) by comparing the prediction values of the subgrade settlement observation and the GM (1,1) model, the GM (1,1) model settlement prediction sequence is in the subgrade In the beginning of construction, the error is relatively large. When the observed number of actual settlement observation series is more and more, the relative error has a tendency to decrease. In the process of observation, the conditions of construction, the environment conditions, the conditions of the observation personnel are affected, and the local also fluctuates. The more observed data in the actual settlement observation, the GM ( 1,1) the higher the prediction accuracy of the model. (4) the general law of settlement deformation of the subgrade of the marine soft soil is that the settlement development of the embankment is obviously accelerated during the construction of embankment, and the settling rate fluctuates slowly and the settlement curve tends to be gentle after the loading of the embankment, and the settlement rate tends to converge to a small value during the embankment preloading.
【學(xué)位授予單位】：河北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TU447;TU433

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本文編號：2159131