软土地基承载力指标灰色关联分析
湛江组灰色粉质粘土地基承载力确定方法的分析
２０ １０年 ８』 ］
广 东 交 通 职 业 技术 学 院 学 报
Ｊ０ Ｕ Ｒ Ｎ Ａ Ｌ Ｏ Ｆ Ｇ Ｕ Ａ Ｎ Ｇ Ｏ Ｎ Ｇ Ｏ Ｍ Ｍ Ｕ Ｎ ｌ Ａ Ｔｌ Ｎ Ｓ ＰＯ Ｌ ＴＥＣ Ｈ Ｎ Ｉ Ｄ Ｃ Ｃ ｏ Ｙ Ｃ
ＶＯ１ ｏ． ．Ｎ ３ ９ Ａｕｇ ｔ ２ ０ ｕｓ ０１
Ｇｒ ｙＳｌ ａ ｆ ｈ ｎｉｎ ｏ ｐ ａ ｉｙＣｌｙｏ ａ ｊａ ｇＧｒ ｕ ｔ Ｚ
ＬＩ Ｓ ｏ ｚ ｏ ｇ Ｎ ｈａ — ｈ ｎ
（ ｕ ｎ ｄ ｎ ｇ ｗ ｙＤｅｉｎＩｓ ｔｔ Ｃｏ Ｌｄ， ｕ ｎ ｚ ｏ １ ５ ７ Ｃ ｉａ Ｇ ａ ｇ ｏ ｇＨｉ ａ ｓ ｔｕｅ ． ｔ．Ｇ ａｇ ｈ ｕ５ ０ ， ｈｎ ） ｈ ｇ ｎｉ ０
江 疏 港 公 路 工 程 地 质 实 际情 况 ，通 过 现 场 测 试 及 土 工 试 验 结 果 对 比 ，对 湛 江 组 灰 色 粉 质 粘 土
的地 基 承 载 力 问题 进 行 分 析 ， 以 对其 地 基 承 载
力 作 正 确合 理 的评 价 。
１ 地 质 特 征 及 物 理 力 学性 质
摘
要 ：义 中结 合 公 路 工 程 地 质 ＿ 作 实 例 ，从 工 程 地 质 特 性 角 度 出发 ，对 比 现 场 测 试 及 土 工 试 验 结 果 ，对湛 ［
江 组 灰 色 粉 质 粘 土 的 地 基 承 载 力 的确 定 方 法 进 行 分 析 ， 以对 其 地 基 承 载力 作 出 正 确 合 理 的评 价 。
关 键 词 ： 湛 江 组 灰 色 粉 质 粘 士 ；现 场 测 试 ；土 工 试 验 ；地 基 承载 力 中图分类号：Ｔ４７ Ｕ ４ 文献标识码：Ａ
水泥土搅拌桩复合地基承载力灰色系统分析
x1
( xi ( 0 )
( 1 ) ，x i ( 0 )
(2) ，… ，
0 ( ) 为行 为变量 ，x (的 为 因子变 量 ， i
1共 1 } ; 又 令 X ( 1) 为 X (0) 的 AG O X (1) xi ( 1) }1〔 1= {1，
N1
荷载作为承 载力基本值， 或按规范闭规 定的复合
2. 1 复合地基加固机理
水泥土搅拌桩复合地基受荷载 P二0 /A 时，
桩及桩 间土一起发 挥作用 ，共 同承担荷载 ，即由 桩体 承受一 分荷载 F P ，桩 间地基 土体承 受其
余荷载凡。桩体受到的应力为即 = FP Ap ，地 /
基 土体受到的应 力为 。二F s A、 / 。 Q= FP + F s A = AP + A、
究; 叶观宝[ 等通过对 1 5m 长的水泥上搅拌 ] 0 4
桩单桩 、单桩复合地基 以及 多桩复合 地基载 荷试 验结果进行对 比，研究水 泥土桩与软土形 成的复
合地基的承载力性状和破坏模式; 李海芳等[ 〕 0 1
通过现场观测 ，研究 了桥头刚性 承台下和路堤荷 载下水泥搅拌桩复合地基 的桩 土应力 比的差异和 变化规律 ，并将在试验段 中的研究成果用 于其他 类似地质条件下 的高速公路 复合 地基的设计 计算
前
言
2
复合地 墓加固机理及承 载力 确定方法
水泥土搅拌桩复合地基处理方法是利用水泥 等作为固化剂 ，通过深层搅拌机 械，在地基 深处 将软土和固化剂强制拌和 ，使软 土硬结成具有稳 定性和足够强度 的水泥加 固体 ，从而达到提 高地 基强度和 增 大变形 模量 的 目的川。有 关技 术规 范川明确给出了复合地基承载力 的设计计算方法 和测试评价方法 ，但是 由于复合地基中桩 的类 型 和特性不 同，复合地基承 载力 又受到褥垫层 、桩 土应力 比、桩 的刚度等 因素的影 响，因此该 问题 目前仍是 国内学术界研究 的热点 之一 。 很多学者和专家通过室 内或 现场试验来 研究 复合地基变形 以及承载力 的特性 ，其 中利用 载荷 试 验研 究 复合 地 基 承载 力 及 其 影 响 因素 的 文
灰色模型(GM)在软土路基沉降量预测中的应用研究
察
科
学
技
术
l7
这种情况。 2.1 模型的选择 在 GM 建模中， 一般要求 !I = I i - I i - l = 即要求原始数据是等时空距的， 而 COISI. = l， 工程中实际观测的数据很难满足这一要求。 考虑到软土路基在恒载后其沉降量只是时间 的函数， 于是选用连续型直接数据 GM （l， l） ［2］ 模型 。 2.2 数据初处理 由于最后加载后还要经过一段时间的固 结， 所以以停载后一个月作为起始时间， 即 I 又考虑到沉降数据是以累计值记录的， = 0， 所以以观测数据值减去 I = 0 时刻的观测值， ［l］ 后得到的 数据序列为计算序列， 即 Xi = Xi 记为： - X0 ，
(
大桥和番中公路跨线桥两桥头之间， 地处广 东省番禺市灵山镇庙南村。全长 353.43m。 根据该路段的工程地质特征、 工程要求， 设计 了不同的地基处理方案， 在不同的断面埋设 了应力应变测试仪器和沉降板， 观测了各断
（ ） （ ） ）T x 0（ In ）- x 0（ I （ n -l） …， In - I （ n -l）
（0） 把上式改写成： x （ I） = ce- a I + 6
!
!
同 样，按 最 小 二 乘 法，有 ( c ， 6) T -l T （ D D） D Y
! !
T
=
l e - a I2 l 其中 D = ! e- a In l （0） （ ） （ ） )T ， ， …， x 0（ I 2 ） x 0（ In ） Y = ( x （ Il ）
（0）
!
!
!
其中 B = l [ （0（ ） （ ） ] x I l ）+ x 0（ I 2 ） 2 l l 3
灰色关联分析在施工方案优选中的应用
表2 关联系数计算数据表
施工方案 Ⅰ 方案 Ⅱ 方案 Ⅲ 方案 Ⅳ 方案 参照系统
C1 C2 C5 C6 C7 C8 C9
0111 0111 0103 0103 0103
0116 01195 01185 0126 0116
012416 012179 012258 011602 011602
014 014 018 016 018
0 引 言
确定某一工程项目的施工方案 , 要综合考虑技 术 、经济 、工期 、组织管理 、安全 、质量等多方面 因素的影响 , 在这些因素中 , 有的可用数值量化指 标直接表示 , 如工期 、费用 , 有的则不能用数值来 表示 , 为非量化指标 。同项指标间可以进行比较 , 而不同项指标因意义不同无法进行直接的比较 , 同 时每项指标在施工方案优选中的重要性亦不相同 , 因此每个参选方案不能得到一个综合了各项指标的 比较结果 。 灰色系统关联分析方法是一种按照待分析系统 的各特征参量指标构成的发展趋势接近程度 , 来度
5 结 语
1 5 8 3 1/ 3 1/ 2 1/ 3 1/ 2 1/ 3
1/ 5 1 2 1/ 2 1/ 8 1/ 7 1/ 8 1/ 7 1/ 7
1/ 8 1/ 2 1 1/ 3 1/ 9 1/ 6 1/ 7 1/ 7 1/ 6
1/ 3 2 3 1 1/ 7 1/ 5 1/ 7 1/ 6 1/ 5
确定评价目标即确定方案评价的参照系统 。 按 “相对优化”的原则 , 从参选方案中选出各 项指标的最佳值 , 或按决策要求确定的各指标所组 成的指标集作为参照系统 , 为综合了所有方案优点 的理想方案 。
X 0 = { 3 , 16 , 1602 , 018 , 0183 , 113 , 012 , 0125 , 0183}
沉降观测断面的灰色关联选择法
沉降观测断面的灰色关联选择法刘其亮【期刊名称】《《交通世界（建养机械）》》【年(卷),期】2010(000)010【总页数】2页(P148-149)【作者】刘其亮【作者单位】中交一公局第六工程有限公司【正文语种】中文【中图分类】U4软土路基地段应布置沉降和位移观测系统，施工期间和运营期间连续进行沉降位移观测，监测填筑期间地表变形和道路工后沉降。
软土路基沉降观测对软基地段道路路基填筑及其工后正常运营有重大意义，在填筑期间，通过观测路基沉降数据控制填土速率，保证施工期间路堤稳定；运营期间，路基沉降观测可确保公路路基路面自身及交通运输系统的安全并正常发挥使用功能。
软土路基沉降观测结果不仅为以后的勘察设计施工提供可靠的资料及相应的沉降参数，而且根据沉降数据可推算预测工后沉降，评估工后沉降是否满足要求。
鉴于软土路基沉降观测的重要性，如何在软基地段路基填筑之前确定典型沉降观测断面，确保路基填筑期的稳定性以及道路运营期的正常运营更加值得人们的重视。
由于公路里程长，如果全里程断面观测，不仅浪费人力财力，而且得不到较好的效果。
所以沉降观测断面选择时，一般选择路基沉降大，地基承载力差的路段设置观测断面。
目前，软土路基沉降观测断面的选择依据通常是半经验，半理论的，根据以前类似路基土质类型，软土层厚度等经验定性分析而得，在选择典型断面时没有具体的标准，往往还需要在路基填筑的过程中根据当前沉降量进行不断的较大的调整，对路基的施工质量带来很大隐患，延缓了施工进度。
我国的公路建设发展到今天，在软基沉降观测方面所得到的数据很多，各种特性的软基均有涉及。
影响公路软土地基沉降的因素较多，主要有软土层厚度、软土层压缩模量、地表硬层厚度、地表压缩模量、路堤高度、路堤顶宽等。
根据现有的沉降观测资料，采用灰色系统理论关联度分析方法定量地分析影响软基沉降的各因素与软基沉降量之间的相关性，找出软基沉降的主导因素，可对指导软基地段沉降观测断面选择具有指导性作用。
湛江市灰色粘性土主要物理指标与承载力的相关性探讨
粘性 土 指 的是 含 粘粒 较 多 ，塑性 指 数 大于 １ ０的
士 。工 程 上 根 据 塑 性 指 数 细 分 为 粉 质 粘 土 和 粘 土 。粉
质 粘 土 颗 粒 比 粘 土 稍 大 。粘 性 土 的 物 理 指 标 主 要 是 液
限 ， 限 ， 度 ， 水 量 ， 度 等 。这 些 物 理 指 标 的 大 小 ， 塑 重 含 密
也就 是 土的 可 塑状 态过 渡到 流 塑状 态的 界线 含水 量，
用
符 号 就 是 土 的可 塑 塑 符 号表 示 。
状 态过 渡 到 半 固 体 状 态 的 界 线 含 水 量 ， 用
模 量 越 大 ， 表 明 土 在 这 一 压 力 变 化 中 的 压 缩 变 形 越 小 ， 土 的 承 载 能 力 越 大 。 压 缩 模 量 与 承 载 力 成 正 比 关
种物理 指标 的相关性 比较 。
表示压缩模量， 性土塑限与压缩模量的相关性如图 ２ 粘 ，
相 关 方 程 为 ： ．．６ ６ ＋ ７５ 。通 过 以 上 液 限 、 塑 限 ０５ ９ ｘ ２ ．８ 与 压 缩 模 量 的 相 关 性 作 图 分 析 可 知 ，压 缩 模 量 与 液 限 、
握 土的物理 指标 与土层承载 力的 规律性 。 压 缩模 量 的物 理 意义 是 指在 无 侧 向膨胀 条件 下 ， 压 缩 时 垂 直 压 力 增 量 与 垂 直 应 变 增 量 的 比值 。 压 缩
（ ）液 限 、 塑 限 与 压缩 模 量 相 关 性 １ 粘性 土 在 稠 度的 各 界限 中， 塑性 上限 称 为液 限，
系 。 因 此 ， 清 楚 有 关 指 标 与 压 缩 模 量 的 关 系 ， 土 层 的
基于灰色系统的软土地基沉降预测分析
基于灰色系统的软土地基沉降预测分析朱睿（中交上海航道勘察设计研究院有限公司，上海200120）摘要：以连云港市海滨新区金海三期基础加固工程现场沉降监测数据为对象。
利用灰色GM（1,1）预测模型对连云港金海三期处理后的地基进行沉降量的预测、计算和对比分析。
研究表明，GM（1,1）模型与泊松法、三点法和Asaoka法相比，GM（1,1）模型符合精度要求，可靠性和适用性良好，更适合工程上实际应用。
通过预测数据分析进一步得出，随着预测时间的增加，GM（1,1）模型误差逐渐增加。
灰色建模的方法不能适用于中长期的沉降预测，但在用于短期沉降预测时能保证精度。
关键词：灰色系统；软土地基；沉降预测；预测模型中图分类号：TU471.8 文献标识码：A 文章编号：2097-3519（2024）02-0069-05 DOI: 10.16403/ki.ggjs20240215Analysis for Prediction of Settlement of Soft Soil Foundation Based on GreySystemZhu Rui( CCCC Shanghai Waterway Engineering Design And Consulting Co., Ltd., Shanghai 200120, China )Abstract: Based on on-site settlement monitoring data of Jinhai phase III foundation reinforcement project in the Binhai New Area of Lianyungang City, Grey Model GM (1,1) is used to predict, calculate, and compare the settlement amount of reinforced foundation in Jinhai phase III foundation reinforcement at Lianyungang City. The research shows that GM (1,1) meets the accuracy requirements, has high reliability and applies to real projects compared to Poisson method, Three-point method and Asaoka method. Furthermore, the analysis of predicted data shows that GM (1,1) gradually produces more errors with the increment of prediction time. In the case, Grey modeling method does not apply to medium or long-term settlement prediction. However, short-term settlement prediction results can reach the required accuracy.Key words: Grey system; soft soil foundation; settlement prediction; prediction model引言受限制于滨海区域的实际条件，海边区域吹填出来的陆域属于软土地基，需要进行一系列的软土地基处理，方能交付使用。
灰色预测在软土地基沉降分析中的应用
灰色预测在软土地基沉降分析中的应用灰色预测在软土地基沉降分析中的应用随着城市化的加速和人类活动的不断扩张，土地利用的压力不断增加，为此，城市化过程中建筑物的基础建设和资源的有效利用都变得尤为重要。
而软土地基在这一进程中扮演着极为重要的角色。
然而，变形过大的软土地基会严重影响建筑的使用寿命和安全性。
为了更精确地预测软土地基的沉降，应用灰色预测成为一种有效的解决方案。
灰色预测是一种利用部分已知数据预测未知发展趋势的理论预测方法，主要应用于新产品的市场预测、人口增长预测等领域。
然而，在土地利用领域，灰色预测可以被用于预测建筑物基础上软土地基的沉降情况。
在灰色预测中，软土层的力学性能、荷载、湿度和厚度等很多因素都需要考虑。
因此，为了获得更准确的预测结果，应有多方面的数据作为基础。
这些数据可以通过工程探测和地质调查获取。
探测结果可以表现为沉降-时间曲线，相应地，灰色预测方法可以使用该曲线进行预测分析。
但是，沉降-时间曲线的灰色预测方法并不适用于所有情况。
在特殊情况下，一些土地遇到的复杂地质构造和显著的地质变异可能导致曲线的异质性。
这时，我们需要基于多种探测数据的分析结果对软土地基的沉降进行预测。
例如，在某座城市中，一所高层建筑将建在一个经过挖掘后填充的北海岸软土地基上。
这种地基通常会呈层状结构，形成沉积物层和淤泥层。
探测结果表明，软土地基层的厚度为15m，但厚度可能会随着地质条件的变化而不同。
此外，软土地基的力学性质，如剪切模量、压缩模量及其变化，都需要被考虑。
根据这些数据，我们引入贡献率统计法和灰色预测方法来评估建筑物在填充的软土地基上的沉降。
在预测过程中，我们使用贡献率统计法来分别确定控制沉降的因素和其对沉降的贡献率。
然后，将这些因素引入灰色预测模型中进行预测。
具体而言，可以将控制因素、沉降数据和时间数据导入灰色模型中，导出有用的信息和数据，以此来计算压实度、地基沉降等参数。
最终，预测结果可以给出用于评估基础的稳定性的数值，因此可以在实际的建设过程中，使设计人员和建造者更加准确地预测沉降并实现合理的工程设计。
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Grey Relational Analysis on Index of Bearing Capacity of Soft Soil Foundation
Xiao Wuquan Leng Wuming (College of Civil Construction ,Central South University)
0171
1110
0194
0194
1118
8
0172
0153
0191
1115
1112
1157
9
1111
1118
0197
0195
0198
1108
10
1171
1135
1105
0169
0169
0163
313 求差序列
Δ i
(
k)
=|
x0 ( k)
-
xi ( k) |
,如表 3 所示 。
x6
IpΠ%
23165 16100 18128 21120 22165 24165 24167 14184 24137 18131
3 关联度的计算
311 确定参考序列和比较序列
量 Es ( x7 ) 和粘聚力 c ( x8 ) 为比较序列 ,一共选择 了 10 组数据 ,如表 1 所示 。
参考序列 x0 的选择是考虑能直接反映软土
表 1 原始数据
序号
x0
x1
x2
x3
x4
x5
S uΠkPa
N 10
ρΠ(g·cm - 3)
e
x7
EsΠMPa
31916 51928 3175 511 31428 21904 31476 21631 21868 31978
x8
cΠkPa
14132 19111 23127 18152 20159 10167 10110 15101 19190 25126
x6
x7
x8
1
1
1
0168
1151
1133
1 前言
软土地基承载力大小决定了地基强度是否满 足设计要求 、是否需要加固 、加固方法的选择以及 施工方法的确定等 。野外和室内实验能获得软土 地基承载力大小 (如荷载试验) 或反映承载力大小 的指标 (如含水量等) 。本文根据湖南省交通厅重 点科技项目《道路工程基底承载力研究》要求 ,对 上 (海) 瑞 (丽) 高速公路湖南境内湘潭 - 邵阳段的 软土地基进行了野外原位测试 (包括十字板剪切 试验 、轻型动力触探和平板载荷试验) 和室内试验 (包括物理 、力学性质指标 、压缩 - 固结指标等) , 获得了相关数据 。在这些原始数据基础上 ,用灰
目前 ,系统的量化方法大多属于数理统计方 法 ,如回归分析 、方差分析 、主要成分分析等 。其 中 ,以回归分析用得最多 ,然而回归分析要求样品 量大 ,要求样品有较好的分布规律 ,计算量大 ,可 能出现定性与定量分析结果不符合现象等弱点 , 使得该方法的使用有一定局限性 。
4 勘 察 科 学 技 术 2004 年第 2 期
55161
1126
7
18121
12
11794
1116
42146
1119
8
14146
9
11636
1143
50154
1159
9
22108
20
11743
1118
44138
1109
10
34122
23
11882
0186
31111
0164
312 初值化
对表 1 作初始化处理 ,其结果如表 2 所示 。
表 2 初始化处理后数据
作者简介 :肖武权 ,男 ,1962 年生 ,博士 ,副教授 ,主要从事岩土工 程教学与科研工作 。 收稿日期 :2003 - 09 - 15
色关联分析方法 ,探讨了承载力指标的相互关系 和影响程度 。为准确评价软土地基和选择地基处 理方法提供依据 。
2 灰色关联分析方法
每个系统都包含各种影响因素 ,软土地基承 载力大小也一样 ,它受许多因素控制 ,测试分析得 到的各项指标在一定程度上反映了承载力的大小 和影响程度 ,但哪些是主要的 ,哪些是次要的 ,这 就需要对影响因素进行量化分析 。
根据关联系数公式 ,取 ζ= 015 ,求得关联系
表
4
关联系数
ξ i
(
k)
计算结果
序号
ξ1
ξ2
ξ3
ξ4
ξ5
ξ6
ξ7
ξ8
1
1
1
1
1
1
1
1
1
2
01581
01378
01346
01345
01372
01333
01464
01427
3
01791
01531
01506
01506
01489
01477
01525
01531
6)
求关联度
γ i
即γ(
x0
, xi )
,
试验所得极限承载力与十字板剪切强度 ,由于载
n
∑ γi =
1 n
ξi ( k)
k=1
γ i
称为
xi
与
x0
的关联度 ,γi
越大 , xi
与
x0
的关
系则越密切 。
荷试验点少 ,因此选择了十字板剪切强度 Su 为参 考序列 ( x0 ) ,选择轻型动力触探击数 N10 ( x1 ) 、土 的天然密度 ρ( x2 ) 、孔隙比 e ( x3 ) 、天然含水量 ω ( x4 ) 、液性指数 IL ( x5 ) 、塑性指数 Ip ( x6 ) 、压缩模
4
所示
。按关联度公式求得关联度
分别为
max maxΔi ( k) = 1197
i
k
min minΔi ( k) = 0
i
k
315
求ξi (
k)
和
γ i
γ1 = 01849 ,γ2 = 01731 ,γ3 = 01678 , γ4 = 01690 ,γ5 = 01655 ,γ6 = 01717 , γ= 01725 ,γ8 = 01718 。
min min x0 ( k) - xi ( k) + ζmax max x0 ( k) - xi ( k)
ξi ( k) =
i
k
i
k
x0 ( k) - xi ( k) + ζmax max x0 ( k) - xi ( k)
i
k
式中 ,ζ为分辨系数 ,可取 ζ= 015 。
地基承载力大小的指标 ,如本次试验中平板载荷
0177
0196
0198
0190
1130
0178
0196
0186
1144
1104
0174
0145
1104
0189
0143
0163
0167
1105
1103
0176
1139
0177
1102
1176
2004 年第 2 期 勘 察 科 学 技 术 5
表 3 Δi ( k) 值
序号
Δ1
Δ2
Δ3
Δ4
Δ5
Δ6
Δ7
Δ8
1
0
0
0
0
0
0
0
0
2
0171
1162
1186
1187
1166
1197
1114
1132
3
0126
0187
0196
0196
1103
1108
0189
0187
4
0114
0177
1117
1112
1102
0195
0155
1107
5
0101
0143
0161
1) 确定参考序列 x0 及比较序列 xi ;
2) 初始化处理 ;
3)
求差序列
Δ i
(
k)
=|
x0 ( k)
-
xi ( k) |
;
4) 求最大和最小差序列值
max maxΔi ( k) 和 min minΔi ( k) ;
i
k
i
k
5) 求关联系数ξi ( k) =γ x0 ( k) , xi ( k)
2004 年第 2 期 勘 察 科 学 技 术 3
软土地基承载力指标灰色关联分析
肖武权 冷伍明
(中南大学土木建筑学院 长沙市 410075)
提要 该文运用灰色关联分析方法探讨了影响软土地基承载力大小的各种因素 。结果表明 :轻型动力触探击 数 ( N10 ) 对承载力大小变化最为敏感 ,施工过程中用于检测软土地基承载力既简便又较准确 。其次为软土的 天然密度 (ρ) 、压缩模量 ( Es) 、粘聚力 ( c ) 和塑性指数 ( Ip ) ,在室内试验中可优先利用这些参数来确定承载力 大小 。而天然含水量 ( w) 、孔隙比 ( e) 和液性指数 ( IL ) 相对较不敏感 。 关键词 承载力指标 灰色关联分析 软土地基
01980
01672
8
01838
01838
01696
01711
01537
01916
01952
01749
9
01934
01876
01860
01883
01970
01925
01738
01779