摘 要:分析南京至高淳高速公路工程中粉噴樁復(fù)合地基的沉降,應(yīng)用灰色Verhulst模型方法建立起沉降量預(yù)測模型;提出對(duì)粉噴樁沉降量預(yù)測的看法。
關(guān)鍵詞:粉噴樁復(fù)合地基;最終沉降量;灰色Verhulst模型
1. 概述
南京至高淳高速公路,位于南京南郊,根據(jù)工程勘測資料,沿線軟弱土層分布在不同深度,馮村大橋南粉噴樁復(fù)合地基施工之初就設(shè)置了4個(gè)沉降長期觀測點(diǎn),分別定期進(jìn)行觀測。公路工程復(fù)合地基沉降是影響公路設(shè)計(jì)、安全和正常使用的重要因素。其沉降量大小,尤其是最終沉降量大小,是判斷公路是否能安全、正常使用的重要指標(biāo)之一。由于公路粉噴樁復(fù)合地基、路基和路面結(jié)構(gòu)是一個(gè)相互作用、十分復(fù)雜的系統(tǒng)。公路粉噴樁復(fù)合地基沉降隨時(shí)間變化的計(jì)算也十分復(fù)雜。
本文用德國生物學(xué)家Verhulst提出的非線性微分方程(式1)來建立公路沉降的預(yù)測模型。
dp(t)/dt=ap(t)-bp2(t)(1)
式中p(t)——是生物的繁殖量。
公路粉噴樁復(fù)合地基沉降隨時(shí)間變化的實(shí)測s—t曲線形狀是一個(gè)近似反s曲線,曲線特征吻合Verhulst模型曲線。
2. 灰色Verhulst模型建模步驟
設(shè)原始數(shù)列為x(0)(i), i=1,2,…,n
(1)累加生成得x(1)(i)=∑i〖〗k=1x(0)(k), i=1,2,…,n
(2)構(gòu)造B和YN
B=1〖〗2x(1)(1)+x(1)(2)〖〗-1〖〗4x(1)(1)+x(1)(2)2
1〖〗2x(1)(2)+x(1)(3)〖〗-1〖〗4x(1)(2)+x(1)(3)2
…〖〗…
1〖〗2x(1)(n-1)+x(1)(n)〖〗-1〖〗4x(1)(n-1)+x(1)(n)2
Y=x(0)(2)
x(0)(3)
…
x(0)(n)
(3)作最小二乘計(jì)算a〖〗b=(BT·B)-1·BT·Y
(4)建立模型
把系數(shù)a、b代入式(1),解微分方程得:
(t=1,x(1)(1)=x(0)(1))
x(1)(t)=a〖〗b〖〗1+a〖〗b·1〖〗x(0)(1)-1·e-a(t-1)
這就是累加生成數(shù)列的模型。由該模型計(jì)算值所連成的曲線就是Verhulst模型曲線。