路基沉降预测的三点修正指数曲线法_陈善雄
第32卷第11期 岩 土 力 学 V ol.32 No. 11 2011年11月 Rock and Soil Mechanics Nov. 2011
收稿日期：2010-03-10
基金项目：中国科学院知识创新工程重要方向性项目(No. kzcx2-yw -150)；岩土力学与工程国家重点实验室重点项目(No. SKLZ08032)。 第一作者简介：陈善雄，男，1965年生，博士，研究员，博士生导师，主要从事特殊土工程特性与灾害防治技术方面的研究工作。E-mail: sxchen@https://www.wendangku.net/doc/0413818331.html,
文章编号：1000－7598 (2011) 11－3355－06
路基沉降预测的三点修正指数曲线法
陈善雄1，王星运2，许锡昌1，余 飞1，秦尚林1
（1. 中国科学院武汉岩土力学研究所 岩土力学与工程国家重点实验室，武汉430071；2. 湖北省电力勘测设计院，武汉 430024）
摘 要：科学、合理地预测路基工后沉降量是高速铁路建设的关键环节。针对武广高速铁路路基沉降量级小、数据相对波动大的实测数据，探讨了指数曲线法对无砟轨道路基沉降预测的适用性，发现指数曲线法不能直接应用于量级小、数据相对波动较大的沉降预测。把三点法的基本思想引入指数曲线模型，对指数曲线法进行了改进，提出了路基沉降预测的三点修正指数曲线模型。结合武广高速铁路路基沉降观测数据，分析了三点修正指数曲线模型的特性。分析表明，在整个沉降曲线上选取3个关键点作为预测样本，很好地回避了数据波动带来的影响；沉降曲线上“拐点”以后的沉降规律更符合指数曲线模型，因此，应取沉降曲线上“拐点”以后的数据作为样本值，所取三点应能尽量反映沉降发展的趋势。三点修正指数曲线法预测结果稳定、相关系数高，具有一定的工程应用价值。
关 键 词：三点修正指数曲线法；沉降预测；三点法；路基；高速铁路 中图分类号：TU 433 文献标识码：A
Three-point modified exponential curve method for
predicting subgrade settlements
CHEN Shan-xiong 1
，WANG Xing-yun 2
，XU Xi-chang 1，YU Fei 1，QIN Shang-lin 1
（1. State Key Laboratory of Geomechanics and Geotechnical Engineering, Institute of Rock and Soil Mechanics, Chinese Academy of Sciences,
Wuhan 430071, China; 2. Hubei Provincial Electric Power Survey & Design Institute, Wuhan 430024 China ）
Abstract: Scientific and rational prediction of post-construction settlement is a key link of high-speed railway construction. Based on the field observation data of subgrade settlement of Wuhan-Guangzhou high-speed railway, aiming at measured settlement data being characteristic of small in magnitude, but large relative fluctuation, the suitability of exponential curve method for predicting settlements of subgrade under ballastless track has been studied synthetically. it was found that exponential curve method can't be directly used for predicting subgrade settlements in high-speed railway. The basic idea of three-point method is introduced into exponential curve model, a three-point modified exponential curve method for predicting subgrade settlements has been proposed. Combining the measured settlement data of subgrade in Wuhan-Guangzhou high-speed railway, the characteristics of three-point modified exponential curve model have been analyzed. The analysis shows that selecting three points as forecast sample on settlement-time curve of subgrade can commendably evade the influence brought by data fluctuation; and the settlement regularity after inflection point on settlement-time curve of subgrade more tally with exponential curve, therefore, the samples must be selected after inflection point on settlement-time curve of subgrade; and three samples should reflect the settlement development tendency as far as possible. The prediction results of three point modified exponential curve method are stable with high correlation coefficient. The new prediction method has engineering value.
Key words: three-point modified exponential curve method; settlement prediction; three-point method; subgrade; high-speed railway
1 引 言
无砟轨道以其稳定性好、耐久性强、刚度均匀、维修工作量少等综合优势在德国、日本等一些发达国家的高速铁路中得到了广泛的应用，近年来在我
国高速铁路建设中也得到了大力的推广和应用，国内新建的铁路客运专线大多采用无砟轨道型式。
相对于有砟轨道，无砟轨道对结构的刚度、基础的沉降更加敏感。无砟轨道无法进行起道作业，轨道路基一旦发生沉降，只能通过调整扣件才能恢
岩土力学2011年
复轨道的几何形状，但扣件的调整量非常有限，只能靠严格限制线下工程的沉降量来解决。因此，高速铁路对路基、桥涵、隧道等线下工程工后沉降提出了严格要求，一般要求工后沉降不超过15 mm[1]，因此，有效预测高速铁路线下工程沉降量是无砟轨道铺设的关键[2－4]。
国内外已提出不少沉降预测方法[5－9]，如双曲线法、指数曲线法、三点法、Asaoka法、泊松曲线法、灰色理论和人工神经网络法等，但这些方法多是针对量值较大的沉降，而关于量级小、相对波动大的沉降预测方法研究甚少。因此，需要结合高速铁路线下工程的结构特征、地质特征以及沉降量级小、数据相对波动大等特点，对沉降预测方法进行系统分析和优化比选，得到稳定性好、精度高、操作方便的预测方法。
本文将结合武广高速铁路大量实测数据，针对工程上广泛应用的指数曲线法进行研究，分析其对武广高速铁路路基沉降预测的适用性，然后基于三点法的基本思想，对指数曲线法进行改进，建立三点修正指数曲线模型，并分析其特性，进而探讨其合理选点。
2 高速铁路线下工程沉降特点
为了满足工后沉降小于无砟轨道调整限值15 mm的要求，武广高速铁路采用了CFG桩、强夯、注浆、旋喷桩等多种措施对原地基进行加固处理，这就决定了线下工程沉降的量级很小。
从武广高速铁路路基沉降观测数据来看，除部分软土路基堆载预压段的地基沉降达到40～50 mm 以外，大部分路基基底沉降小于15 mm，桥涵和隧道的沉降小于5 mm。可见，武广高速铁路线下工程的沉降量级较小。
由于总体沉降量级小，停载后沉降增量更小。由现场技术条件的限制所造成的系统误差与沉降增量几乎处于同一量级上，较小的测量误差都会引起观测数据出现较大的波动。因此，相对于小量级的沉降增量而言，武广高速铁路路基沉降观测数据的波动较大，增加了沉降预测分析评估工作的难度。武广高速铁路的观测数据表明，观测数据出现跳跃（包括跌落和上升）或连续几个沉降观测数据变化趋势与常规相反（沉降加速或发生隆起）的情况较多，反映了沉降量级小的观测数据的相对波动较大的特点。3 指数曲线法的适用性
3.1 指数曲线法
如图1所示，实测沉降曲线自“拐点”()
00
,
B t s
点开始，近似按指数曲线延伸。
图1 指数曲线法预测沉降示意图
Fig.1 Sketch of subgrade settlement prediction by
exponential curve method
指数曲线法的基本方程为
()e
t t
t
s s s sη
?
?
∞∞
=??（1）式中：s0为t0时刻的沉降量；s t为t时刻的沉降量；s∞为最终沉降量；η为待定常数。
对式（1）进行变换后，可得
00
m
1
ln ln
s s t
s
t
tηηη
∞
?
??
Δ=?++
??
Δ??
（2）
式中：1
1
i i
i i
s s
s
t t t
?
?
?
Δ=
Δ?
；t m为与Δt相对应的中点时间。
由实测数据的ln
s
t
Δ
Δ
和t m的拟合直线，求得直线的截距00
ln
s s t
ηη
∞
?
??
+
??
??
和斜率
1
η
?，联立求得η
和最终沉降量s
∞
，并可用式（1）求任意时刻的沉降量。
对于软土路基等沉降量较大的情形，指数曲线法已经得到较为广泛的应用[6－7]，但对于高速铁路沉降量级小、相对波动较大的情形是否适用目前尚需研究。
3.2 指数曲线法对高速铁路适用性
选取武广高速铁路路基段断面DK1683+540.5沉降板观测数据进行计算分析。该断面地层主要由淤泥质土夹砂、粉质黏土以及全风化花岗岩等组成，采用深层搅拌桩进行地基加固，2007年8月20日开始填土，同年10月8日填土完毕，填土层厚为3.7 m，沉降观测从2007年8月20日开始，至2008年5月29日为止，共观测284 d，沉降板测得的总
B(t0, s0)
Δt
Δs
t m
填土荷载P
沉降量s
t
3356
第11期 陈善雄等：路基沉降预测的三点修正指数曲线法
沉降量为6.59 mm ，断面DK1683+540.5沉降板h -t -s 曲线图见图2。
高速铁路对沉降观测频次要求较高，由于沉降观测数据的起伏波动，不少时段出现s Δ<0的情况，
从而导致ln s
t
ΔΔ无意义，无法继续计算，因此，指数
曲线法不能直接运用于沉降量级小、相对波动大的情形。对武广高速铁路大量类似观测数据进行计算分析，其结论类似。
-
---0246
填土高度h /m
沉降量s /m
图2 断面DK1683+540.5沉降板的h -t -s 曲线图
Fig.2 h -t -s curves of settlement plate of
section DK1683+540.5
4 三点修正指数曲线法
4.1 三点修正指数曲线模型的提出
大量工程实际表明，地基沉降随时间的发展符合指数曲线趋势，但指数曲线法对沉降观测数据的单调性的要求过于严格，不能直接用于沉降量小、数据起伏波动大的高速铁路沉降的预测分析。三点法仅用了恒载期3个点的观测数据，所选观测点的时间间距长，大体上反映了沉降的发展趋势，而回避了其间数据波动，反而预测效果较好。因此，可将三点法的基本思想引入指数曲线法，对指数曲线法进行改进，建立一种三点修正指数曲线模型，以适用于沉降量小、数据起伏波动大的路基沉降预测。
在实测曲线（见图3）上取(t 1，s 1)，(t 2，s 2)，
(t 3，s 3)三点，要求s 1s 3-s 2，t Δ=
t 3-t 2=t 2-t 1，假定t 1=t 0，然后把这三点代入式（1）可得
21
31
2131()e ()e
t t t t s s s s s s s s ηη
??
∞∞??
∞∞?
=???
??=???
（3）
进而可以求得
2213
213
2s s s s s s s ∞?=
?? （4） 12
ln
t
s s s s η∞∞Δ=
?? （5）
将求得的s ∞和η
的值代入式（1）可以求得任意时刻的沉降量。
图3 三点修正指数曲线模型的取点示意图 Fig.3 Sketch of taking points for three-points
modified exponential curve model
《客运专线铁路无砟轨道铺设条件评估技术指南》[1]规定曲线回归的相关系数不得小于0.92，因此，本文也以相关系数是否达到0.92作为评价预测方法适用性的主要标准。相关系数采用数理统计中的定义计算：
X Y R =
（6）
式中：X 、Y 分别是两组数列的样本平均值；(,)Cov X Y 为两组数列的协方差；()D X 、()D Y 为
两组数列的方差。
首先利用观测数据拟合求得沉降曲线的表达式，然后计算出对应时间点的拟合数据，再利用
Excel 中的函数Correl 计算预测值与实测值两组数据的相关系数。
4.2 三点修正指数曲线模型的验证
改进后的指数曲线法究竟能否适用于高速铁路路基沉降量小、相对波动较大的沉降情形，仍需要具体的实例验证。
以前述路基段断面DK1683+540.5沉降板观测数据为例进行计算分析。在沉降曲线上依次选取
(t 1，s 1)为(50，3.99)、(t 2，s 2)为(167，6.04)、(t 3，s 3)为(284，6.59)三点，代入式（4）可得s ∞=6.79 mm ；然后，把s ∞代入式（5）可得η=88.93；最后，把s ∞和η的值代入式（1）可得三点修正指数曲线模型的表达式：
(t 1, s 1)
s ∞
(t 2, s 2)
(t 3, s 3)
P
Δt
Δt
t
s
3357
岩 土 力 学 2011年
50
88.93
679 2.8e
t t s .??
=? （7）
于是可以求得任意时刻的沉降量，及相关系数、误差平方和，详见表1，其拟合曲线见图4。由表、图可知：
（1）指数曲线法不能进行预测，而三点修正指数曲线法能够进行预测。
（2）三点修正指数曲线法拟合曲线与实测曲线基本吻合，相关系数高。
表1 指数曲线法与本文方法预测结果对比
Table 1 Settlement prediction results comparison by exponential curve method and suggested method
预测模型 相关系数
R 误差平方和 /mm 2
最终沉降量 /mm 指数曲线法
不能预测 本文方法 0.983
93.13
6.79
0123456780
100 200 300400 500 600
观测数据
基于指数曲线的三点法
沉降量/m m
时间/d
图4 三点修正指数曲线法的拟合曲线 Fig.4 Fitting curves of three-point modified
exponential curve method
为了进一步验证改进指数曲线法的适用性，另选取武广高速铁路路基段DK1230+310～DK1238+
710段的30个路基断面沉降观测数据，对改进指数曲线法进行验证。限于篇幅，在此仅简要介绍计算结果。30个路基断面的计算结果表明：改进指数曲线法能够计算DK1230+310～DK1238+710段的30个路基断面的数据，并且计算所得的相关系数较高，全部大于0.9，拟合数据与实测数据的误差平方和范围为0.45～127.31 mm 2，25个断面的误差平方和在
30 mm 2以内，只有5个断面在36.66～127.31 mm 2范围内，这是由于沉降曲线上“拐点”以前的数据与拟合曲线偏差较大所致；改进前指数曲线法不能直接计算这些断面，改进后全部能够计算，而且能够得到很好的预测效果，由此可知，改进指数曲线法具有一定的工程应用价值。
上述验证表明：三点修正指数曲线模型只取沉降观测曲线上的三点作为预测样本，能够很好地回避数据波动带来的影响，但选点会受人为因素的影
响，因此，应注意合理选择时间起点和时间间隔，以获得合理的预测结果。
5 三点修正指数曲线法的特性探讨
5.1 时间起点对预测结果的影响
当时间间隔相同时（取t Δ=60 d ），取不同的时间起点t 1，运用三点修正指数曲线法进行计算，探讨不同时间起点对预测结果的影响，计算结果详见表2及图5。
表2 时间起点对预测结果的影响
Table 2 Comparison of forecasting results by suggested
method of different starting points
t 1 /d 相关系数误差平方和/mm 2 最终沉降量/mm 50 0.994 27.28 6.45 80 0.988 95.24 6.76 110 0.986 118.24 6.73 140 0.995 25.62 6.66 164 0.984 136.03 6.73
12345678
0100
200
300 400
500 600
实测值
t 1 =50 d 拟合值 t 1 =80 d 拟合值 t 1 =110 d 拟合值t 1 =140 d 拟合值t 1 =164 d 拟合值
沉降量/m m
时间/d
图5 不同时间起点的拟合曲线比较 Fig.5 Comparison of forecasting curves of
different starting points
由表2及图5可知：
（1）时间起点对预测结果的影响不大。从图5可以看出，当时间起点变化时，预测曲线的变化很小，最终沉降量的变化范围为6.45～6.76 mm ，沉降差在1 mm 以内，可以认为，三点修正指数曲线法的预测结果稳定。
（2）当时间起点变化时，三点修正指数曲线法计算所得相关系数高、误差平方和较小，预测值与实测值较接近，预测效果较好。 5.2 时间间隔对预测结果的影响
当时间起点相同时(取t 1=50d)，选取不同的时间间隔t Δ，运用三点修正指数曲线法进行计算，计算结果见表3和图6。由表、图可知：
（1）时间间隔对三点修正指数曲线法预测结果的影响不大。从图6可以看出，不同时间间隔的预测曲线的沉降趋势基本一致，最终沉降量变化范围为6.47～7.46 mm 。由此可知，三点修正指数曲
3358
第11期 陈善雄等：路基沉降预测的三点修正指数曲线法
线法沉降预测的结果稳定。
表3 时间间隔对预测结果的影响
Table 3 Comparison of forecasting results by suggested
method of different time intervals
时间间隔 Δt /d 相关系数 误差平方和 /mm 2 最终沉降量 /mm 39 0.988 14.07 6.20 54 0.968 141.24
6.07 69 0.996 1
7.32 6.64 81 0.990 57.24 6.77 103 0.987 76.46 6.76 117
0.983
93.01
6.79
012345678
0 100 200
300
400
500 600实测值
Δt =39 d 拟合值 Δt =54 d 拟合值 Δt =69 d 拟合值 Δt =81 d 拟合值 Δt =103 d 拟合值Δt =117 d 拟合值
沉降量/m m
时间/d
图6 不同时间间隔的拟合曲线比较 Fig.6 Comparison of forecasting curves of
different time intervals
（2）时间间隔不同时，三点修正指数曲线法计算的相关系数均较高、误差平方和小；对于t Δ=54 d 和t Δ=117 d 时，误差平方和稍大的原因是拐点以前的预测曲线与指数曲线模型的预测曲线偏差较大；故而选点时，建议选取拐点以后的数据作为样本值进行预测。一般情况下，沉降曲线上的拐点出现在加载完成前后，所取三点应能够反映沉降发展的趋势，可根据实际情况选取。
6 三点修正指数曲线法的取点建议
上述分析表明，三点修正指数曲线法能较好地对量级小、相对波动大的路基沉降进行预测，时间起点和时间间隔对预测结果影响较小，利于工程技术人员把握。但高速铁路路基沉降毕竟相对波动大，选点不同也会在一定程度上影响预测结果，因此，应注意合理选择预测样本。下面予以简单讨论。 （1）时间起点选取
研究表明，路基沉降发展基本经历了发生－发展－稳定－极限4 个阶段，全过程的沉降量与时间的关系曲线呈“S”型[10
－12]
。刚加载时，土体处于弹
性状态，土中孔隙水来不及排除，由于土体的侧向变形使土体发生瞬时剪切变形，在荷载增加的最初
阶段，沉降呈线性增加。随着荷载的不断加大和时
间的延长，地基土中孔隙水被逐渐排出，超静孔隙水压力逐步减小，土体逐渐压密产生体积压缩变形，进入弹塑性状态。随着塑性区的不断开展，测点的沉降速率快速增大。因此，在s -t 曲线的初期存在一个拐点（图1中B 点），也就是路基沉降发展的第1阶段与第2阶段的转折点。指数法仅适合瞬时施工加载情况下的沉降预测，难以反映全过程的沉降量与时间的关系，因此，时间起点应取沉降曲线上拐点以后的数据，而拐点大多出现在填土完成前后，因此，一般可取填土完成的日期作为时间起点，也可结合s -t 曲线的形态进行适当调整。 （2）应尽量避免沉降曲线上的跳跃点
由于现有观测技术水平的限制，加之现场条件的影响，现场观测不可避免地会造成各类误差，而会引起观测数据出现较大的波动。选点时，应尽量避免选取沉降曲线上连续或跳跃幅度较大的观测
点，所取三点应尽量能够反映沉降曲线的整体趋势。
在恒载作用下，地基土体沉降量随时间发展逐
渐增加，直到达到变形稳定，而沉降速率随着时间发展逐渐减小，直到变形稳定时沉降速率变为0，这是恒载作用下地基沉降变形的一般规律；由于受外界诸多因素的干扰，观测值不可避免地存在着误差，但沉降曲线上下波动均在一定的范围内，即是观测沉降曲线在两条包络线之间[13]，见图7。
为保证沉降预测的合理性，预测样本宜选在上下包络线中间。
工程实践证明，按照上述原则选点时，三点修正指数曲线法能够得到较好的预测结果。
图7 沉降曲线的包络线示意图
Fig.7 Sketch of envelope curves for settlement-time curves
7 结 论
（1）运用指数曲线法对高速铁路路基沉降量级小、相对波动较大的情形进行沉降预测时，由于相邻观测点数据的沉降起伏波动而引起s Δ<0，导致无法进行计算；三点修正指数曲线法只取沉降曲线上
时间/d
沉降量/m m
上包络线
下包络线
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的三点，较好地回避了数据波动带来的影响，能运用于高速铁路的沉降预测。
（2）当时间起点和时间间隔变化时，三点修正指数曲线法计算相关系数高、最终沉降量相差不大、误差平方和较小，且预测曲线与实测曲线基本吻合。
（3）运用三点修正指数曲线法进行沉降预测时，时间起点最好选在填土完成日期前后，时间间隔应足够长；所取三点应尽量能够反映沉降曲线的整体趋势，并同时避免选取沉降曲线上连续跳跃或跳跃幅度较大的观测点。
（4）基于三点修正指数曲线法，利用实测数据对最终沉降量进行分析预测，可以得到精度较高的预测结果，为确定合适的铺轨时间提供了科学依据，并为类似的工程提供了参考。
三点修正指数曲线法仅在武广高速铁路进行了验证，对其他高速铁路的适用性还有待研究。
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高速公路软基路基沉降观测及变形观测技术探讨
高速公路软基路基沉降观测及变形观测技术探讨 摘要：在沿海地区修建高速公路，常常会遇到软土地基问题。由于软土地基的压缩性高、透水性低以及固结变形持续时间长，因此软土地基沉降量及其速率的预估就成了工程施工中的主要问题。沉降量及其速率的预估是在沉降观测的基础上进行的，所以，我国所有的高速公路项目在修建过程中都必须进行沉降观测。 关键词：软基路基，路基沉降，变形观测 Abstract: in coastal areas built highway, often encounter problems of soft soil foundation. Because of the soft soil foundation, low permeability of high compactness and consolidation deformation lasted for a long time, so soft soil foundation settlement rate and its estimate of the engineering construction is the main problem. The settlement and its estimate of the rate in settlement observation is conducted on the basis of, so, our country all the highway project in the process of building to the settlement observation. Keywords: soft foundation of roadbed, embankment settlement, deformation observation
沉降处理方案
路基是路面的基础,路基不均匀沉降必然会引起路面的不平整,导致路面产生许多病害,主要表现为坑凹、起拱、波浪、接缝台阶、碾压车辙、桥头或涵洞两端路面沉降、桥梁伸缩缝的跳车等,不仅难以满足汽车高速行驶的要求,而且还会增加汽车的燃料消耗和轮胎磨损,加大运输成本,增加运输时间,降低社会经济效益甚至危及行车安全。 一、路基不均匀沉降的原因 造成路基不均匀沉降的原因很多，下面笔者从以下几点进行论述： 1. 1路基填土压实度不足 由于压实度不足，往往导致填方路基的不均匀沉降变形，路基两侧出现纵向裂缝，路基土体压实度不足的主要原因有以下几点: (1)施工受实际条件的限制。路基施工时，天气太干燥，局部路堤填料粘土土块粉碎不足致使路基压实度不均匀;暗埋式构造物处因构造物长度限制使路基边缘不能超宽碾压，致使路基边缘压实度不够;某些加减速车道与行车道没有同步施工，当拼接处理得不好时，其拼接处也会产生压实度不足的情况。 (2)考虑到施工安全和进度，使得压力或压力作用时间不足，路基压实不充分，致使路基压实度达不到规范要求。 (3)由于填方土体的最佳含水量控制不好，压实效果达不到规范要求。 (4)在填方路堤施工中，当路堤施工到一定高度以后，路堤边缘土体往往存在压实度不足问题，对于较高的填方路基，通常都要做相应的处治。 填方土体压实度不足，其结果是土体前期固结压力小于自重应力和各种附加应力之和，在自重作用下就会发生沉降变形，这些附加应力主要来自以下几个方面: ①车载，尤其超载情况;②含水量变化造成土体容重的改变;③地下水位升降而导致浮力作用改变;④土体饱和度改变，引起负孔隙水压力改变。这些附加应力引起土体中有效应力改变，从而导致土体发生压缩变形。 土体压实度不足还会导致填土路基的侧向变形。目前采用的地基沉降计算方法是假定侧向完全受限，仅有竖向变形，实际路基土中存在有侧向变形，这种侧向变形会引起沉降。 1.2路堤填料不均匀，控制不当 在路面施工过程中，对填料、级配很难得到有效的控制，填料常常是开挖路
解析路基不均匀沉降的形成原因危害及处理措施
路基不均匀沉降形成原因危害及处理措施 09土木（交通）赵鑫龙0919011011 【关键词】：路基纵向不均匀沉降，路基横向不均匀沉降，形成原因，造成危害，处理措施。 【摘要】：近年来，科学技术发展的为我国的交通事业的发展注入了强大的原动力。我国的交通状况正发生着日新月异的变化交通的高速发展已成为我国的经济版图中最引人注目的心篇章，数字化交通征打造着我国交通的新理念。然而路基的不均匀沉降这一难题始终困扰着我们的工程技术人员，阻扰在公路工程的发展和完善。 一，路基不均匀沉降的类型 1）纵向不均匀沉降 路基纵向不均匀沉降主要表现为桥头跳车和纵向填挖交界处不均匀沉降，致使路、桥过渡段出现不同程度的台阶，且路面平整性受损，严重影响了公路的使用功能。 2）横向不均匀沉降 由于车载、地下水及自重等作用,路基横向不均匀沉降引起的公路工程病害已成为公路工程质量通病之一。 二，路基横向不均匀沉降的原因分析 路基横向不均匀沉降的发生是多方面因素综合作用的结果。其中，内因在于地基及路基本身；外因是车载、地下水及自重等作用。 1.地基对路基横向不均匀沉降的影响 (1)路堤地基处理不当 ①伐树除根及表土处理不彻底或是路基基底的压实度不够，致使路堤形成后，一旦杂
质腐烂变质，地基将会发生松软和不均匀沉降。 ②地面横坡大于1：5的路段，路堤填筑前地基未按规定要求挖成台阶，填料与地基结合不良，在荷载作用下填料极易失稳而沿坡面发生滑移，从而产生横向不均匀沉降。 (2)特殊地基地段 ①软土地基对路基横向不均匀沉降的影响 当路基修筑在软土地段时，软土层本身力学性能差，在附加应力作用下，会发生固结沉降、次固结沉降和侧向塑性挤出，导致明显的沉降变形。有些河谷、水塘地段虽作了清淤处理，但是处理不彻底或回填材料控制得不好，从而形成人为的相对软土层，造成路基的不均匀沉降。在高填方填筑后，地基出现不均匀沉降，甚至路面开裂。在一些地表水和地下水自然排泄困难的地方，地基土中的软土层在固结过程中的较大沉降变形，也是产生过大沉降和沉降差的重要原因。有些路段所处地基不属于软土地基，但处于低洼、河谷处，长期受水冲蚀，天然含水量较高，在设计时未发现或未作特殊处理，在施工时也未做等载或超载预压，也会产生不均匀沉降。 ②岩溶地基对路基横向不均匀沉降的影响 在碳酸盐岩地区，路基下有时分布有岩溶洼地或漏斗，其中的沉积物松软，在行车动载的作用下，沉积物压实、侧向流动和下陷，造成路基沉陷。比较有代表性的工程实例是在昆明至瑞丽公路，有一处属这种类型。该公路通过处为灰岩地区的凹状地形区，自1991年开始，路面每年下沉约1.5m，1993年7～9个月，每月垫高路面0.5m，侧向变形作用不明显。其原因主要是路基以下为岩溶洼地，洼地内风化残积物疏松软弱，该处在地貌上易于地下水的汇集。在交通荷载作用下，残积物压密和侧向流动，使路基近于垂直下沉。一般说来，土层的天然含水量越高、天然孔隙比越大，则压缩系数越大、承载力越低，则路基的沉降量和沉降差越大；抗剪强度和承载力越低，则侧向塑性挤出甚至局部坍滑的可能性越大。故地基中存在岩溶，容易导致路基的横向不均匀沉降。 2.路基本身引起的路基横向不均匀沉降 (1)路堤填料不均匀 在公路施工过程中，对填料、级配很难得到有效的控制。若填料中混入种植土、腐殖土或泥沼等劣质土，或土中含有未经打碎的大块土或冻土等，或在填石路堤中石料规格不一，性质不匀，乱石中空隙很大，在一定期限(例如雨季)可能产生局部明显横向下沉。另外，填料常常是路堑的挖方、隧道掘进产生的废方。这些填料性质差异大、级配也相差很远。在施工过程中，如果分层碾压厚度过大，小颗粒填料和软弱物质很难得到有效压实，在荷载的长
市政道路路基沉降处理施工方案样本
目录 一．工程概述 1.1工程概况 1.2路基设计 二.产生沉降因素分析 三．编制根据 四．施工准备 4.1 技术准备 4.2 组织构造 4.3 重要物质及施工机械设备状况 4.4劳动力组织 4.5 施工进度筹划 五.工程问题解决办法 5.1加固范畴 5.2 工艺流程 5.3 钻孔 5.4 灌浆 5.5 灌浆质量控制与检查 六．解决后评价
七. 质量保证办法 八．安全保证办法 九.环保及文明施工办法 十.附件：道路土方横断面图 一、工程概述 1、工程概况 *****道路位于青岛市黄岛区，**路以西，**路以北，是区域南北向交通次干路。本工程起点位于*****北侧规划路，终点位于规划淮河西路，沿线跨越现状河道，跨越河道处新建一座涵洞，全长620.56米，红线宽20米。道路东侧为美术学校，西侧为未拆迁村庄，道路红线范畴内多为农田和林地，现状地形起伏较大。 本次开裂、沉降路段位于K0+540~K0+560之间，路面浮现1cm左右裂缝，局部地段存在不均匀沉降现象。 2、路基设计 该路段为填方路段，路中填挖高度3.614米~4.693米，为道路填挖深度最深路段，道路东侧为1:1.5放坡。填方路段先清表0.3m，清表后应在填筑前压实，0.8m 以内路基采用风化砂分层填筑，0.8m如下路基采用挖方段碎石料分层填筑。 二、产生沉降因素分析 ******工程K0+540~K0+560段处在高填方区，填土时间为3月初，由于施工时间短，在路基碾压时未能完全满足分层回填碾压施工工序，压实时粒径控制欠佳，细料扫缝填充未能满足填充孔隙率控制规定。路基为1:1.5放坡，坡度较陡，且设计无护坡规定，加之路基东侧为一条淌水沟，长年有水流通过，加大了对路基冲刷。
路基沉降的原因及处理措施
路基沉降的原因及处理措施 作者：唐勇军来源：本站原创发布时间：2010年01月06日点击数： 1275 摘要：文中就路基沉降的原因进行了分析，并就路基产生沉降的处理措施进行了探讨，指出应从设计方法与施工两个方面着手，分析路基沉降造成的原因并采取切实有效的措施，以避免及减小路基沉降的发生。 关键词：路基沉降原因措施 路基是路面的基础,路基不均匀沉降必然会引起路面的不平整,导致路面产生许多病害,主要表现为坑凹、起拱、波浪、接缝台阶、碾压车辙、桥头或涵洞两端路面沉降、桥梁伸缩缝的跳车等,不仅难以满足汽车高速行驶的要求,而且还会增加汽车的燃料消耗和轮胎磨损,加大运输成本,增加运输时间,降低社会经济效益甚至危及行车安全。 一、路基不均匀沉降的原因 造成路基不均匀沉降的原因很多，下面笔者从以下几点进行论述：1. 1路基填土压实度不足 由于压实度不足，往往导致填方路基的不均匀沉降变形，路基两侧出现纵向裂缝，路基土体压实度不足的主要原因有以下几点: (1)施工受实际条件的限制。路基施工时，天气太干燥，局部路堤填料粘土土块粉碎不足致使路基压实度不均匀;暗埋式构造物处因构造物长度限制使路基边缘不能超宽碾压，致使路基边缘压实度不够;某些加减速车道与行车道没有同步施工，当拼接处理得不好时，其拼接处也会产生压实度不足的情况。
(2)考虑到施工安全和进度，使得压力或压力作用时间不足，路基压实不充分，致使路基压实度达不到规范要求。 (3)由于填方土体的最佳含水量控制不好，压实效果达不到规范要求。 (4)在填方路堤施工中，当路堤施工到一定高度以后，路堤边缘土体往往存在压实度不足问题，对于较高的填方路基，通常都要做相应的处治。 填方土体压实度不足，其结果是土体前期固结压力小于自重应力和各种附加应力之和，在自重作用下就会发生沉降变形，这些附加应力主要来自以下几个方面: ①车载，尤其超载情况;②含水量变化造成土体容重的改变;③地下水位升降而导致浮力作用改变;④土体饱和度改变，引起负孔隙水压力改变。这些附加应力引起土体中有效应力改变，从而导致土体发生压缩变形。 土体压实度不足还会导致填土路基的侧向变形。目前采用的地基沉降计算方法是假定侧向完全受限，仅有竖向变形，实际路基土中存在有侧向变形，这种侧向变形会引起沉降。 1.2路堤填料不均匀，控制不当 在公路施工过程中，对填料、级配很难得到有效的控制，填料常常是开挖路堑、隧道掘进产生的废方，这些填料性质差异大、级配也相差很远。一方面，在施工过程中，如果分层碾压厚度过大，小颗粒填料和软弱物质很难得到有效压实，在荷载的长期作用下，回填料会产生不协调沉降变形，路面会产生局部沉陷，刚性路面还可能产生裂纹。
路基沉降预测的三点修正指数曲线法_陈善雄
第32卷第11期 岩 土 力 学 V ol.32 No. 11 2011年11月 Rock and Soil Mechanics Nov. 2011 收稿日期：2010-03-10 基金项目：中国科学院知识创新工程重要方向性项目(No. kzcx2-yw -150)；岩土力学与工程国家重点实验室重点项目(No. SKLZ08032)。 第一作者简介：陈善雄，男，1965年生，博士，研究员，博士生导师，主要从事特殊土工程特性与灾害防治技术方面的研究工作。E-mail: sxchen@https://www.wendangku.net/doc/0413818331.html, 文章编号：1000－7598 (2011) 11－3355－06 路基沉降预测的三点修正指数曲线法 陈善雄1，王星运2，许锡昌1，余 飞1，秦尚林1 （1. 中国科学院武汉岩土力学研究所 岩土力学与工程国家重点实验室，武汉430071；2. 湖北省电力勘测设计院，武汉 430024） 摘 要：科学、合理地预测路基工后沉降量是高速铁路建设的关键环节。针对武广高速铁路路基沉降量级小、数据相对波动大的实测数据，探讨了指数曲线法对无砟轨道路基沉降预测的适用性，发现指数曲线法不能直接应用于量级小、数据相对波动较大的沉降预测。把三点法的基本思想引入指数曲线模型，对指数曲线法进行了改进，提出了路基沉降预测的三点修正指数曲线模型。结合武广高速铁路路基沉降观测数据，分析了三点修正指数曲线模型的特性。分析表明，在整个沉降曲线上选取3个关键点作为预测样本，很好地回避了数据波动带来的影响；沉降曲线上“拐点”以后的沉降规律更符合指数曲线模型，因此，应取沉降曲线上“拐点”以后的数据作为样本值，所取三点应能尽量反映沉降发展的趋势。三点修正指数曲线法预测结果稳定、相关系数高，具有一定的工程应用价值。 关 键 词：三点修正指数曲线法；沉降预测；三点法；路基；高速铁路 中图分类号：TU 433 文献标识码：A Three-point modified exponential curve method for predicting subgrade settlements CHEN Shan-xiong 1 ，WANG Xing-yun 2 ，XU Xi-chang 1，YU Fei 1，QIN Shang-lin 1 （1. State Key Laboratory of Geomechanics and Geotechnical Engineering, Institute of Rock and Soil Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Wuhan 430071, China; 2. Hubei Provincial Electric Power Survey & Design Institute, Wuhan 430024 China ） Abstract: Scientific and rational prediction of post-construction settlement is a key link of high-speed railway construction. Based on the field observation data of subgrade settlement of Wuhan-Guangzhou high-speed railway, aiming at measured settlement data being characteristic of small in magnitude, but large relative fluctuation, the suitability of exponential curve method for predicting settlements of subgrade under ballastless track has been studied synthetically. it was found that exponential curve method can't be directly used for predicting subgrade settlements in high-speed railway. The basic idea of three-point method is introduced into exponential curve model, a three-point modified exponential curve method for predicting subgrade settlements has been proposed. Combining the measured settlement data of subgrade in Wuhan-Guangzhou high-speed railway, the characteristics of three-point modified exponential curve model have been analyzed. The analysis shows that selecting three points as forecast sample on settlement-time curve of subgrade can commendably evade the influence brought by data fluctuation; and the settlement regularity after inflection point on settlement-time curve of subgrade more tally with exponential curve, therefore, the samples must be selected after inflection point on settlement-time curve of subgrade; and three samples should reflect the settlement development tendency as far as possible. The prediction results of three point modified exponential curve method are stable with high correlation coefficient. The new prediction method has engineering value. Key words: three-point modified exponential curve method; settlement prediction; three-point method; subgrade; high-speed railway 1 引 言 无砟轨道以其稳定性好、耐久性强、刚度均匀、维修工作量少等综合优势在德国、日本等一些发达国家的高速铁路中得到了广泛的应用，近年来在我 国高速铁路建设中也得到了大力的推广和应用，国内新建的铁路客运专线大多采用无砟轨道型式。 相对于有砟轨道，无砟轨道对结构的刚度、基础的沉降更加敏感。无砟轨道无法进行起道作业，轨道路基一旦发生沉降，只能通过调整扣件才能恢
路基沉降变形测量方案
增建第二线工程站前*标段路基沉降变形测量方案 工程项目经理部 二〇一五年十二月
增建第二线工程站前*标段路基沉降变形测量方案 编制： 复核： 审批： 工程项目经理部 二〇一五年十二月
目录 一．编制依据............................................ - 1 - 二．路基沉降变形监测的目的.............................. - 1 - 三、路基沉降变形观测范围及项目 .......................... - 1 - 1.路基沉降变形观测范围................................ - 1 - 2.路基沉降变形观测项目................................ - 2 - 3. 路基沉降变形观测适用原则........................... - 2 - 四、路基沉降变形观测点的选取与埋设 ...................... - 2 - 1．断面及观测点的设置原则............................. - 2 -2．观测断面及点的设置、元件布设....................... - 3 -3．观测元件的选取、埋设............................... - 4 -4．路基沉降观测的频次................................. - 5 - 五、过渡段沉降观测...................................... - 6 - 六、沉降变形测量........................................ - 6 - 1．一般要求........................................... - 6 -2．观测水准基点、工作基点的布设....................... - 7 -3．沉降变形观测主要技术要求........................... - 7 - 4．测量观测资料整理及提交资料......................... - 8 -七、附表................................................ - 9 -
路基沉降监测方案
江津(渝黔界)经习水至古蔺（黔川界）高速公路 TJ9分部 路基沉降监测方案 编制： 复核： 审批： 四川公路桥梁建设集团有限公司江习古高速TJ9项目 2015年11月
目录 【1】工程概况 (1) 【2】观测依据 (1) 【3】观测流程 (2) 【4】观测目的、内容、仪器及方法 (2) 〖1〗观测项目、仪具、目的 (2) 〖2〗观测方法 (3) 【4】观测仪器及观测方法 (3) 【5】现场施工观测作业计划流程 (4) 【6】测点埋设方法与要求 (5) 〖1〗位移观测边桩 (5) 〖2〗沉降板 (5) 【7】观测项目的观测频率和报警值 (5) 【8】测点布置 (6) 【9】观测资料整理与成果分析 (6) 【10】质量保证和控制 (8) 〖1〗最大限度减小测量误差 (8) 〖2〗观测点的保护 (8) 〖3〗质量保证 (8) 【11】文明生产与安全生产 (9)
路基高填深挖变形与沉降观测施工方案 【1】工程概况 本标段位于习水县境内，沿线途径习水东皇镇图书村、伏龙村和关坪，路线全长7.011511km，起点里程桩号K69+200，止点K76+200。主要工作内容为：路基挖土方23万方、挖石方245万方、三背回填5.15万方，换填片（碎）石9.2万方、利用石填方165万方、碎石桩1.25万米、防护和排水工程共3万方；主线大桥1126.5米/3座、主线互通桥106m/2座、水泥厂赔桥161m/1座，通道493米/11座，涵洞330米/9座；隧道单洞长1775m。 施工区域区内无大的地表水体分布。区内旱、雨季节分明，气候的水平和垂直分带明显。这种降雨集中、气候分带和本区固有的深谷地形、对地下水的交替循环有着明显影响。工程区内地下水按其赋存形式有松散堆积层孔隙水和基岩裂隙水两大类型，主要受大气降水所补给。 【2】观测依据 本工程观测内容主要参考规范如下： 1、江习古高速TJ9分部施工图设计文件； 2、《工程测量规范》GB50026-2007，中华人民共和国国家标准； 3、《孔隙水压力测试规程》(CECS55：93)；
路基土的变形原理及路基沉降
287 浅析路基土的变形原理及路基沉降 李俊岩 济南市城市道路桥梁管理处 宋金平 山东省水利勘测设计院王 丽 济南黄河路桥工程公司 摘 要：伴随我国经济的高速发展，道路建设成果日益显著，而随着交通运输量的增加和超载、自然等因素， 致使道路使用中表现出各种问题，比如路基的不均匀沉降导致的路面病害等，本文通过分析土的变形原理及路基不均匀沉降的特征，对路基不均匀沉降的类型和主要影响因素进行了分析，以供参考。 关键词：路基土；变形原理；路基沉降 影响路基沉降的因素较多，比如荷载的大小、路基土的性质、土层分布，以及土的应力历史等等，总之，路基不均匀沉降是由于诸多因素造成的。通常，路基的不均匀沉降表现以下几种形式，比如路基填土压实度不足、地基存在软土层、地基存在岩溶、路堤填料不均、地下水影响、及复合型几大类型。因此，了解路基土的性质和导致路基变形的原理，即会清晰地认识路基沉降，进而作出相应的应对策略和预防措施。 1 路基沉降表现 众所周知，填土内部发生裂缝是无法避免的，但是通常这种裂缝的程度较小，而当这种裂缝扩大直至导致过大的裂缝出现，则会对路基或路面造成损害，甚至影响公路的根本使用能力。填土裂缝根据其裂缝部分可分为表面裂缝和内部裂缝，根据走向分为横向裂缝、纵向裂缝，及鬼裂缝，从裂缝成因上看，其又可分成变形裂缝、水力劈裂裂缝、渗流裂缝、滑坡裂缝、干缩裂缝、冰冻裂缝和振动裂缝等等。在这些多种多样的裂缝形式上，对路基影响最大且出现次数最多的是变形裂缝。而导致变形裂缝产生的主要原因即是由于路堤的不均匀沉降、或是路基边坡临界状态失衡、抑或是沿路堤的不均匀沉降导致的。 路基沉降的表现多种多样，这就导致路面病害的形式也十分复杂，比如较为常见沥青路面出现的裂缝、变形、松散等情况，一般混凝土路面的病害主要表现类型有两大类，一类是因为路基的结构被破坏或损害，比如常见的变形、开裂或接缝损害等情况，另一类是指表面损坏导致其使用功能受到影响的功能性病害。在这两大类路面病害中，主要因素即是由于路基不均匀沉降导致的，或是由于路基不均匀沉降和其他因素联合作用导致的，尤其是路面结构的整体变形和破裂路基沉降更是罪魁祸首。 2 填方路基土的变形原理 路基土的变形即由于土的压缩性导致的，土的压缩性即指土在压力作用下发生的压缩变形，致使原有体积变小的性质，同时这也是填方路基土变形的根本原因。导致土体积变 小的原因归结起来有3种，即根据土的多孔分散性质，一种是土粒自身的压缩变形导致的土体积变小，一种是是因为土粒孔隙中不容形态的水和气体受到压缩导致的变形，最后一种是孔隙中一部分的水和气体被外力挤出，致使土粒之间距离变小，孔隙体积减少而导致的土体积压缩变小。这种压缩变形的过程与水和气体的排出速度有关，开始时变形速度较大，然后随着颗粒之间接触点的增加，变形逐渐减弱。 路基土是路面结构的最下层，承受着由面层传下来的车辆荷载和上部结构的自重。实践证明，没有一个坚实、均匀、的土基，即使采用很坚固的面层，路面结构在车辆荷载作用下，也会很快发生破坏。实际工程中，无论是水泥混凝土路面还是沥青路面出现的损坏现象，大部分都是由于土基强度不足，稳定性变差，在外荷载作用下产生的过量变形所致。因此，设计和构筑一个坚实、均匀、稳定的土基，提高土基的抗变形能力，是保证公路路面结构具有良好使用品质的根本措施。 3 路基地基应力 负荷作用会导致路基变形，而在在荷载作用以前，地基中本就存在初始应力场，它与土体自重，以及该土地地下水位相关，同时与其地基土层的地质历史也有一定关系。在荷载作用下，地基中的应力场发生了改变，而被改变的部分即被称为附加应力场，地基土层的形状和应力场的分布与荷载大小息息相关，荷载相同，则地基土层几何形状相同。在计算荷载作用下欠固结土地基的沉降量时，应考虑土自重引起的这部分固结沉降。地下水位的变动将改变地基中的应力场，地下水位下降将使地基中部分土层上覆压力增大，地基土产生固结，地面产生沉降。地下水位上升使地基中部分土层的上覆压力减少，卸载使地基竖向变形产生回弹现象。不少城市因从地下抽去大量生活用水和工业用水，致使地下水位陡降，引起城市地面大面积沉降。地基也会因地下水位下降产生地面沉降现象。其中，附加应力即指车辆或人行荷载在路基内引起的应力增量，是使路基失去稳定产生变形的主要原因。路基可认为是具有一定宽度的无限长条形基础，其面积上受有分布荷载，且荷载在长度方向的分布规律不变。
解析路基不均匀沉降的形成原因危害及处理措施
路基不均匀沉降形成原因危害及处理措施09土木（交通）赵鑫龙0919011011 【关键词】：路基纵向不均匀沉降，路基横向不均匀沉降，形成原因，造成危害，处理措施。 【摘要】：近年来，科学技术发展的为我国的交通事业的发展注入了强大的原动力。我 国的交通状况正发生着日新月异的变化交通的高速发展已成为我国的经济版图中最引人注目的心篇章，数字化交通征打造着我国交通的新理念。然而路基的不均匀沉降这一难题始终困扰着我们的工程技术人员，阻扰在公路工程的发展和完善。 一，路基不均匀沉降的类型 1）纵向不均匀沉降 路基纵向不均匀沉降主要表现为桥头跳车和纵向填挖交界处不均匀沉降，致使路、桥过渡段出现不同程度的台阶，且路面平整性受损，严重影响了公路的使用功能。 2）横向不均匀沉降 由于车载、地下水及自重等作用,路基横向不均匀沉降引起的公路工程病害已成为公路工程质量通病之一。 二，路基横向不均匀沉降的原因分析 路基横向不均匀沉降的发生是多方面因素综合作用的结果。其中，内因在于地基及路基本身；外因是车载、地下水及自重等作用。 1.地基对路基横向不均匀沉降的影响 (1)路堤地基处理不当 ①伐树除根及表土处理不彻底或是路基基底的压实度不够，致使路堤形成后，一旦杂质腐烂变质，地基将会发生松软和不均匀沉降。 ②地面横坡大于1：5的路段，路堤填筑前地基未按规定要求挖成台阶，填料与地基结合不良，在荷载作用下填料极易失稳而沿坡面发生滑移，从而产生横向不均匀沉降。 (2)特殊地基地段 ①软土地基对路基横向不均匀沉降的影响 当路基修筑在软土地段时，软土层本身力学性能差，在附加应力作用下，会发生固结沉降、次固结沉降和侧向塑性挤出，导致明显的沉降变形。有些河谷、水塘地段虽作了清淤处理，但是处理不彻底或回填材料控制得不好，从而形成人为的相对软土层，造成路基的不均匀沉降。在高填方填筑后，地基出现不均匀沉降，甚至路面开裂。在一些地表水和地下水自然排泄困难的地方，地基土中的软土层在固结过程中的较大沉降变形，也是产生过大沉降和沉降差的重要原因。有些路段所处地基不属于软土地基，但处于低洼、河谷处，长期受水冲蚀，
第五讲传统时间序列分析与动态时间序列模型
第五讲 传统时间序列分析 一、趋势模型与分析 1、趋势模型 确定型时间序列分析是根据时间序列自身发展变化的基本规律和特点即趋势，选取适当的趋势模型进行分析和预测。 趋势模型的一般形式是：?()t y f t = 式中，t 是时间变量，一般取值为,0,1,2, 或2,1,0,1,2,-- 。 趋势模型的具体形式多种多样，例如经济领域不少现象近似指数增长?t y = 0(1)t y r +，0y 其中为增长初期水平，r 为增长率。常用的其他趋势模型还有： （1）直线模型?t y a bt =+ （2）指数模型?t t y ab = （3）幂函数模型?b t y at =或?bt t y ae = （4）对数模型?ln()t y a b t =+ （5）多项式模型01?k t k y b bt b t =+++ （6）修正指数曲线?t t y L ab =+或?bt t y L ae =+ （7）双曲线模型?t y L b =+ （8）Compertz 曲线?t b t y La = （9）Logistic 曲线?(1)bt t y L ae =+ 2、模型的选择 趋势模型形式的选择是定性分析和定量分析相结合的过程。 定性分析要求：在选取模型之前，要弄清的条件和预测对象的性质、特点。例如，指数曲线模型成立的条件是后一期与前一期之比为常数，即发展速度为常
数。实际现象的逐期增长率不可能严格等于某一常数，但常会围绕某一常数上下波动。如果分析对象具备上述特点，可以考虑采用指数模型。有些模型是从其他领域特别是生物学领域移植过来的。比如Logistic曲线最初用于研究生物种群发展规律，假定物种的增长取决于两个因素：种群的现有规模和环境（生存空间、光照、水和食物等），其中环境是限制性因素，在有限的环境中物种不可能无限增长，而是存在增长极限L。如果用Logistic曲线分析某种现象，必须首先确认：该现象是否发展到一定规模后增长速度会逐步下降，该现象是否存在增长的极限等。 除定性分析外，根据资料把握现象的特点也是选择模型的重要环节。定量分析需要用到多种初等分析方法。常用的方法是绘制曲线图，直观的判断现象大体符合哪种模型。有时数据中不仅包含趋势，还存在周期波动和较强的随机变动，造成趋势识别的困难，需要对数据进行预处理，方法主要包括数据的平滑和周期调整（如季节调整），后面知识将分别来介绍。 3、模型的估计与预测 趋势模型的估计与预测与线性回归模型的方法相似。 二、季节模型与分析 1、季节模型的类型 季节模型反映具有季节变动规律的时间序列模型。季节变动是指以一年为一个周期的变化。引起季节变动的首要因素四季更迭。 传统的时间序列分析把时间序列的波动归结为四大因素：趋势变动（T）、季节变动（S）、循环变动（C）和不规则变动（I）。其中循环变动指周期为年数的变动，通常指经济周期。不规则变动即随机变动。四种变动与原序列（Y）的
高填方路基沉降处理方案
金南路高填方路基沉降处理方案 金南路全线填方平均高达10米以上，最高填方达到16米，高填土路基势必产生较大的工后沉降，不均匀沉降将严重影响道路质量，因此我司根据实际情况对金南路高填土路基沉降处理提出以下两个方案： 方案一： 超载预压 填素土至道路路面设计标高，然后再在素土层上填2.0m预压土；沉降稳定后，挖去全部预压土。沉降稳定是指超载预压后，经沉降观察并绘制沉降曲线，当连续三个月的沉降值小于0.8cm/月时，称为沉降稳定。 超载预压期间，沉降板须埋设三个断面，每个断面设三组（左、中、右），左右观测点放置在土路肩范围内，目的是保证在预压期结束后，铺设路面结构时，仍能使沉降观测点保存完好，以备后期进一步观测之需。中观测点设在路中央，沉降板在路基填土结束，预压土填筑前前埋设。为避免加载过程中加载速率过快而致使路堤破坏，以及控制卸载时间、保证超载预压质量等，需对超载预压桥坡进行沉降及稳定观测。其中包括沉降板的布设、填土速率的控制(路堤中心底面沉降速率≤1.0cm/昼夜)、稳定性观测桩的布设、观测位移标准(底面水平位移≤0.5cm/昼夜)及观测要求等。 方案二： 路基沉降产生的危害主要是由于不均匀沉降引起的，考虑到本项目实施工期短，超载预压需要工期长，但高填土路基沉降又不可避免，因此我司提出增加土工格栅，将路基连结为整体，使路基均匀沉降，避免因不均匀沉降影响道路质量。 具体实施，清表后对基础进行压实处理，直接回填土至原地面压实；压实度90%，填土每1.5m铺设一层土工格栅，铺设不小于4层土工格栅。 方案三： 超重型静压式光轮压路机
对于粘土，由于粘结性能好，内摩擦阻力大，含水量较多，压实时需要提供较大的作用力和较长的有效作用时间，以利排除空气和多余水分，增大密实度。一般选用凸块压路机和轮胎式压路机压实粘性土捕筑的路基，可获得较好的压实效果。如果铺层较薄，则可选用超重型静压式光轮压路机，以较低的速度碾压，效果更佳。粘性土路基一般不采用振动压实，因为振动压路机易使土中水分析出，形成“弹簧”土，难以彻底压实。
路基沉降观测及变形观测实施措施
沪汉蓉通道合肥至武汉铁路 二、观测范围及主要内容 合武铁路DK59+949～DK78+360段共计路基填方165万方<不含换填部分），其中有软土路基1段 3 / 13 高填方的分布范围及设置计划 4 / 13 高填方的分布范围及设置计划 路基沉降观测方法集团公司文件内部编码：（TTT-UUTT-MMYB-URTTY-ITTLTY- 目录 目录 路基沉降观测实施方法 1.编制依据 根据铁道部京沪高速铁路建设总指挥部2008年5月《京沪高速铁路线下工程沉降变形观测及评估实施方案》，结合本工班管段路基工程的具体情况制定实施细则。 2.任务范围及工作内容 2.1任务范围： 商合杭一分部管段路基总长614.11米，分为三段如下表： 第一段：DK674+162.92-DK674+433.98路基全长271.08。 第二段：DK680+980.19-DK681+101.27路基全长121.08。 2.1工作内容： 路基工程沉降变形观测。 3.参照执行的标准及规范 （1）《客运专线铁路无砟轨道铺设条件评估技术指南》（铁建设[2006]158号）； （2）《客运专线铁路无砟轨道测量技术暂行规定》（铁建设[2006]189号）； （3）《国家一、二等水准测量规范》（GB12897—2006）； （4）《建筑沉降变形测量规程》（JGJ/T8-2007）； （5）《铁路客运专线竣工验收暂行办法》（铁建设[2007]183号）； （6）《客运专线无砟轨道铁路施工技术指南》（TZ216-2007）； （7）《工程测量规范》（GB0026－93）； （8）《全球定位系统（GPS）铁路测量规程》（TB10054－97）； （9）《客运专线无砟轨道铁路设计指南》（铁建设函[2005]754号）； （10）路基工程设计图纸 沉降变形监测网建立及测量技术要求 沉降监测网的建立、精度要求等符合《客运专线无碴轨道铁路工程测量暂行规定》的要求;根据《商杭合铁路线下工程沉降变形观测及评估实施方案》规定，沉降变形测量点分为基准点、工作基点和沉降变形观测点。其布设按下列要求： （1）每段路基均建立独立的监测网，设置1个稳固可靠的基准点。基准点设在沉降变形 影响范围以外便于长期保存的稳定位置，与相邻桥梁共用。 （2）工作基点选在比较稳定的位置。工作点除使用普通水准点外，按照国家二等水准测 量的技术要求进一步加密水准基点或设置工作基点至满足工点垂直位移监测需要。加密后的水准基点（含工作基点）间距200m左右时，可基本保证线下工程垂直位移监测需要。（3）沉降变形观测点设立在沉降变形体上能反映沉降变形特征的位置，具体点位布设详 见5.2。 4.1沉降变形监测测量工作基本要求 水准基点使用时首先作稳定性检验，并以稳定或相对稳定的点作为沉降变形的参考点。 路基工程 1、路基沉降变形观测 （1）路基沉降观测控制标准 无砟轨道地段路基可压缩性地基均进行沉降分析。按照《客运专线无砟轨道铁路设计指南》4.1.4条：路基在无砟轨道铺设完成后的工后沉降，应满足扣件调整和线路竖曲线圆顺的要求。工后沉降一般不应超过扣件允许的沉降调高量15mm；沉降比较均匀、长度大于20m的路基，允许的最大工后沉降量为30mm，并且调整轨面高程后的竖曲线半径应能满足下列要求： R sh≥ 0.4V sj2 式中：R sh——轨面圆顺的竖曲线半径（m）； V sj——设计最高速度（km/h）。 （2）一般规定 1）观测的目的是通过沉降观测，利用沉降观测资料分析、预测工后沉降，指导进行信息化施工，必要时提出加速路基沉降的措施，确定无砟轨道的铺设时间，评估路基工后沉降控制效果，确保无砟轨道结构的安全。 2）路基上无砟轨道铺设前，应对路基沉降变形作系统的评估，确认路基的工后沉降和沉降变形满足无砟轨道铺设要求。 3）路基填筑完成或施加预压荷载后应有不少于6个月的观测和调整期。观测数据不足以评估或工后沉降评估不能满足设计要求时，应延长观测时间或采取必要的加速或控制沉降的措施。 4）评估时发现异常现象或对原始记录资料存在疑问，要进行必要的检查。 （3）沉降观测的内容 路基变形监测的内容主要有：路基面沉降变形监测、路基基底沉降监测、既有线监测、水平位移监测、地基土深层沉降监测。 （4）沉降观测断面和观测点的设置 沉降观测装置应埋设稳定，观测期间应对观测装置采取有效的保护措施。根据经验，埋设的观测设施的有效性以及对其保护是否得力是决定整个观测工作成败的关键。各部位观测点应设在同一横断面上，这样有利于测点看护，便于集中观测，统一观测频率，更重要的是便于各观测项目数据的综合分析。 路基沉降观测断面及观测断面的观测点的布置应按设计要求进行布设，并根据地形地质条件、地基处理方法、路堤高度、地形地势的起伏情况、堆载预压等具体情况，结合沉降观测方法和工期要求核对设计资料，根据施工核对的地质、地形等情况调整或增设。 1）观测断面布置原则 ①沿线路方向的间距一般不大于50m；地势平坦、地基条件均匀良好的路堑、高度小于5m的路堤、对于CFG桩加固至基岩的地段可放宽到100m。 ②对地形横向坡度大或地层横向厚度变化的地段应布设不少于1个横向观测断面。 ③一个观测单元（连续路基沉降观测区段为一单元）应不少于2个观测断面。 ④路堤与不同结构物的连接处应设置沉降观测断面，每个路桥过渡段设置距离桥头5~10m、20~30m、50m处分别设置一个沉降观测断面，每个横向结构物每侧5m、20m处各设置一个观测断面。 路基沉降常用预测方法 地基在荷载作用下，沉降将随时间发展，其发展规律可以通过土体固结原理进行数值分析来估算。但是由于固结理论的假定条件和确定计算指标的试验技术上的问题，使得实测地基沉降过程数据在某种意义上较理论计算更为重要。通过大量的沉降观测资料的积累，可以找出地基沉降过程的具有一定实际应用价值的变形规律，还可以根据路基施工时的实测沉降资料和已取得的经验进行估算，是工程中最为常用的方法。通常利用沉降资料进行预测路堤沉降随时间发展的常用方法有以下几种： 一、双曲线法 双曲线方程为： bt a t S S t ++=0 （1—1） b S S f 10+= （1—2） t S ——时间t 时的沉降量； f S ——最终沉降量(t ＝∝)； S0——初期沉降量(t ＝0)； a 、 b ——将荷载不再变化后的3组早期实测数据代入上式组成方程组求得的系数； 沉降计算的具体顺序： 1、确定起点时间(t＝0)，可取填方施工结束日为t＝0 2、根据实测资料计算t／（St-S0），见图1。 图1 用实测值推算最终沉降的方法 3、绘制t与t/(S t-S0)的关系图，并确定系数a，b见图2。 图2 求a，b方法 4、计算St 5、由沉降—时间双曲线关系推算出S-t曲线。 上述公式反映了平均沉降速度，按双曲线规律减少的假定前提下绘出的。 说明：①起点日之前的沉降量S0即为初期沉降量，见图1。 ②图1，预压时间至少应大于三个月，否则偏差大。 ③当地基土为成层地基时，应分层绘制各层沉降过程线，否则会对残余沉降估计偏低。 双曲线法是一种经验方法，推算原理不强，理论性不够明确，也会因实测沉降时间不够，无法用双曲线法推测，但比较简单明了，所以有一定的实用性。 二、固结度对数配合法（三点法） 该法由曾国熙于1959年提出。由于固结度的理论解普遍表达式为： t e U βα-?-=1 （2—1） 不论竖向排水、向外或向内径向排水，或竖向和径向联合排水等情况均可使用，所不同的只是α、β值。 根据固结度定义: d d t t S S S S U --=∝ （2—2） 软土路基的沉降机理及其发展规律预测方法研究 式中： Sd 一瞬时沉降量 ∝S 一最终沉降量 由式(5.1)和式(5.2)联立可得: )1(t t d t e S e S S ββαα---+= （2—3）路基沉降观测方法
#铁路路基工程沉降变形观测要求
路基沉降常用预测方法