1、    幾種軟土路基沉降預(yù)測(cè)方法的對(duì)比分析    韓丹+任成華【摘要】道路工程建設(shè)中會(huì)遇到很多軟土路基沉降的想象，有效的對(duì)軟土路基沉降作出預(yù)測(cè)，對(duì)道路工程的順利施工有重要意義。預(yù)測(cè)軟土路基沉降的方法多種多樣，那么如何能夠更好地選擇預(yù)測(cè)方法呢，本文就幾種軟土路基沉降預(yù)測(cè)方法做了對(duì)比分析，以供工程施工人員參考。【關(guān)鍵詞】軟土路基；預(yù)測(cè)方法；分析軟土路基沉降程度與道路建設(shè)工程的質(zhì)量、成本及工期有著很大的關(guān)系，施工單位為了有效的掌控軟土路基的沉降變化，往往會(huì)采取一些軟土路基沉降預(yù)測(cè)方法，并對(duì)這些方法在實(shí)際應(yīng)用中采取動(dòng)態(tài)的管控，觀其應(yīng)用的實(shí)際效果。軟土路基沉降的預(yù)

2、測(cè)，可以使施工單位對(duì)軟土路基、路基的整體穩(wěn)定性和完工后的沉降量進(jìn)行有效的控制。軟土路基沉降預(yù)測(cè)的方法很多，本文就幾種常用的方法做了對(duì)比分析。一、軟土路基沉降常用的預(yù)測(cè)方法在道路建設(shè)過(guò)程中，對(duì)軟土路基后期沉降情況的預(yù)測(cè)意義重大。軟土路基后期沉降情況的預(yù)測(cè)基礎(chǔ)是道路工程建設(shè)的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)沉降資料。在實(shí)際工作中最常用的推測(cè)方法有下幾種：人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法、灰色理論預(yù)測(cè)法、雙曲線法、反分析方法、有限元法等，每種預(yù)測(cè)方法都有自身的特有屬性。二、常用軟土路基沉降預(yù)測(cè)方法的對(duì)比分析第一，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)法。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)法是一種新型的預(yù)測(cè)方法，在軟土路基沉降預(yù)測(cè)上應(yīng)用的時(shí)間還不長(zhǎng)。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)法的本質(zhì)是一種應(yīng)

3、用系統(tǒng)，主要負(fù)責(zé)處理軟土路基沉降的相關(guān)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)信息。目前，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)法使用較為廣泛的領(lǐng)域主要包括兩個(gè)信息科學(xué)和工程技術(shù)。在工程技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用，主要體現(xiàn)自在軟土路基沉降預(yù)測(cè)方面。組成人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)法的處理單元單個(gè)來(lái)講是非常簡(jiǎn)單的，但是這些單元之間的聯(lián)系又是非常高度的，這些單元之間的高度聯(lián)系形成了一個(gè)類似生物腦的神經(jīng)系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠模擬計(jì)算機(jī)的處理模式來(lái)處理軟土路基沉降的相關(guān)數(shù)據(jù)。預(yù)測(cè)模式包括輸出量和輸入量，輸出量指的是傳統(tǒng)的因變量，輸入量指的是傳統(tǒng)的自變量，兩種量之間關(guān)系用一種高維非線性的映射來(lái)表示。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)法自身有著非常獨(dú)特的特點(diǎn)，可以解決其它預(yù)測(cè)方法在軟土路基沉降量預(yù)測(cè)的效果

4、短板，即土地自身原因?qū)е骂A(yù)測(cè)精準(zhǔn)度的降低，和效果的不能優(yōu)化。人工神經(jīng)網(wǎng)路預(yù)測(cè)法的構(gòu)成單元相當(dāng)于計(jì)算機(jī)的軟件集成模塊，其工作原理類似于計(jì)算機(jī)處理問(wèn)題的原理，因此人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)法不僅有較強(qiáng)的建模能力，還有較強(qiáng)的整合數(shù)據(jù)的能力，尤其擅長(zhǎng)處理非線性的問(wèn)題，這也是人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)法的獨(dú)有特性。利用這個(gè)特性對(duì)道路工程建設(shè)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)軟土路基沉降資料進(jìn)行分析，找出規(guī)律，進(jìn)而為軟土路基后期沉降量的預(yù)測(cè)作出正確的判斷。在軟土路基沉降預(yù)測(cè)方法中，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)法的優(yōu)點(diǎn)是有目共睹的，但這種預(yù)測(cè)法不能應(yīng)用于長(zhǎng)期預(yù)測(cè)，根本原因是這種預(yù)測(cè)方法的精確度會(huì)隨著時(shí)間的流失慢慢的下降，最終導(dǎo)致精確度喪失，這也是人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)法

5、的短板所在。第二，灰色理論預(yù)測(cè)法。灰色理論預(yù)測(cè)法也是常用的一種軟土路基沉降預(yù)測(cè)的方法。這種方法工作原理是通過(guò)灰色模型對(duì)不同數(shù)據(jù)去留的選擇來(lái)實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)精度、預(yù)測(cè)手段和預(yù)測(cè)模型的提升、修正和調(diào)整。作為灰色理論預(yù)測(cè)法核心灰色模型，共有三種檢驗(yàn)方法。在模型建立完畢及選定檢驗(yàn)方法后，通過(guò)計(jì)算機(jī)的編程功能對(duì)道路工程建設(shè)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)的軟土路基沉降的資料進(jìn)行分析并記錄數(shù)據(jù)，通過(guò)對(duì)這些數(shù)據(jù)的分析找出軟土路基沉降的規(guī)律，并畫出預(yù)測(cè)曲線圖。灰色理論預(yù)測(cè)法的使用需要保證軟土路基沉降實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的更新及時(shí)性和高精確度性，由于理論與現(xiàn)實(shí)總有誤差，所以此方法的預(yù)測(cè)結(jié)果大于實(shí)測(cè)結(jié)果是很正常的。第三，雙曲線法。在軟土路基沉降預(yù)測(cè)方法中，

6、雙曲線法是一種假設(shè)法，以假設(shè)的成立條件來(lái)預(yù)測(cè)軟土路基沉降量，并畫出坐標(biāo)圖。此方法運(yùn)用所得到的數(shù)據(jù)精度由于其前提條件的因素是一個(gè)慢慢提升的過(guò)程，即后期的數(shù)據(jù)精度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于初期的數(shù)據(jù)精度。一般來(lái)講，雙曲線預(yù)測(cè)法使用的最佳時(shí)間點(diǎn)是軟土路基沉降基本穩(wěn)定時(shí)。此方法的短板在于數(shù)據(jù)觀測(cè)時(shí)間會(huì)受到人為因素的干擾。第四，反分析預(yù)測(cè)法。反分析預(yù)測(cè)法的過(guò)程是一個(gè)數(shù)值計(jì)算的過(guò)程，它需要通過(guò)對(duì)軟土路基工程真實(shí)測(cè)量值的計(jì)算來(lái)得到土性參數(shù)和本構(gòu)模型參數(shù)，并同時(shí)求出需要的物理量。反分析預(yù)測(cè)法在軟土路基沉降的使用上也同人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)法一樣，都是一種新的預(yù)測(cè)方法。其工作的基本原理是對(duì)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的反復(fù)計(jì)算，以使得到結(jié)果更加接近軟土路

7、基后期沉降量的數(shù)值。反分析法的使用除了要求實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的真實(shí)完整外，還需要假設(shè)一個(gè)合理的反分析數(shù)學(xué)模型，這個(gè)模型的建立對(duì)反分析法預(yù)測(cè)的結(jié)果又一定的影響。由于是假設(shè)，所以該模型建立使用的預(yù)測(cè)結(jié)果在一定程度上存在人為因素的誤差。第五，有限元預(yù)測(cè)法。有限元預(yù)測(cè)法有著自身的優(yōu)越性，在其使用的多種類型的本構(gòu)模型中，非線性的彈性模型是使用范圍最廣的一個(gè)。有限元法可以容納更加復(fù)雜的計(jì)算關(guān)系，可以更好地反映影響軟土路基沉降的因素。從理論上講，在所有預(yù)測(cè)軟土路基沉降的方法中，有限元法是比較完善的一種方法，收到人們的關(guān)注。其自身的短板表現(xiàn)為在實(shí)際計(jì)算過(guò)程中需要用到大量的參數(shù)做依據(jù)，最終數(shù)據(jù)的確定必須通過(guò)特定試驗(yàn)的論證，導(dǎo)致其工作量和工程的復(fù)雜性遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其它的預(yù)測(cè)方法。道路工程建設(shè)中會(huì)遇到很多軟土路基沉降的想象，有效的對(duì)軟土路基沉降作出預(yù)測(cè)，對(duì)道路工程的順利施工有重要意義。綜上所述，軟土路基沉降的預(yù)測(cè)方法各有各的長(zhǎng)板和短板，道路工程建設(shè)人員要根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況選取科學(xué)的預(yù)測(cè)方法，以提高軟土路基后期沉降量數(shù)值的