【博士】軟基路堤沉降預測和計算【2004】

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

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