收藏本站
《武汉理工大学》 2003年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

高速公路软基处理智能决策支持技术研究

冯仲仁  
【摘要】: 上世纪90年代以来,我国高速公路发展迅速,每年新建高速公路2000公里左右,到2002年底已建成高速公路总里程22500多公里,超过加拿大稳居世界第二位。我国许多省市的公路地基中大量存在着淤泥、淤泥质粘土、淤泥混砂层。这些地基大多压缩性高,沉降量大,排水固结稳定性差。在其上修建高速公路,若不经过处理或处理不当,会引起道路质量的降低甚至破坏。随着高速公路的修建,软土问题越来越突出,已成为影响工程质量,工程周期和工程造价的关键因素之一。因此,加强高速公路软基处理的研究,已经成为影响我国交通事业的发展的一个非常重要课题。 在高速公路软基处理的技术研究中,存在着大量的决策问题。在设计阶段,首先需要对是否进行处理做出决策,对需要处理的地段,则需要对深层处理还是浅层处理做出决策。对于浅层处理或深层处理的具体方法也需要做出决策。对于某一种处理方法,需要对其技术参数做出决策。在施工阶段,需要根据动态监测的结果,对施工期的加载速度做出决策。根据工后沉降的预测结果,对路面的加铺时间做出决策。 在软基处理技术决策中,影响因素众多,计算工作量大,设计理论不完善,经验往往起重要的作用。因此,如何使软基处理技术决策更具科学性变得非常重要。本文以近十年高速公路软基处理的工程实践为基础,深入地研究了高速公路软基处理的诸多决策问题,明确了当前高速公路软基处理决策中存在的有待解决的课题。以系统工程、人工智能、知识工程、综合评价、神经网络、模糊数学、遗传演化算法、决策分析、计算机技术等为理论基础,结合岩土工程、土质学和土力学等学科的最新发展,对建立高速公路软基处理智能决策支持技术的各方面问题进行了研究,为高速公路软基处理决策的智能化和科学化进行了有益的探索,填补了这方面的空白。 按着研究内容和论文的章节顺序,简要介绍如下: 1.简要地介绍了本文研究工作的目的和意义,较全面地介绍了目前软 基处理的研究现状,存在的问题和今后的研究展望。在系统分析了高速公路 软基处理中的诸多决策问题的基础上,提出了高速公路软基处理智能决策支 持系统的研究题目和主要研究内容。 2.将人工神经网络(ANN)用于高速公路软基处理的技术决策,采用 先进的计算工具MATLAB提供的ANN工具箱来建立ANN模型。通过深入 分析软基处理问题影响因素,在众多因素中找出了关键因素,构造了两参数 决策模型和5参数决策模型,收集ANN模型训练数据,对ANN模型训练试 验,结果表明构造的ANN决策模型是有效的。 3.以MATLAB一FIS为工具,构建了高速公路软基处理模糊决策模型。 这一工作同样分析了软基处理问题的影响因素,找出了关键因素,将填土高 度、软土层厚度和软土的初始孔隙比作为决策模型的输入参数,通过对大量 的实际数据的整理统计工作,构造了它们的隶属函数。通过大量的试验,建 立了模糊推理规则。对苏嘉杭高速公路江苏段软基处理工程,进行了不同的 输入组合试验,结果表明构建的高速公路软基处理模糊决策模型具有实用价 值。 4.主要解决了在同一处理层次上(如深层处理)的方法选择问题,本 问题的影响因素有些可以定量分析,有些具有模糊性质,只能定性分析。这 些因素之间相互关联,相互制约,构成了复杂系统。模糊矩阵理论和层次分 析法是系统工程理论中对非定量问题分析的有效决策方法,本研究将二者相 结合构造了多层次模糊决策模型。利用此模型分析了武汉市中环线西环段软 基处理工程和苏嘉杭高速公路常熟至苏州段软基处理工程,得到了较理想的 分析结果。 5.在论述了塑料排水板的排水固结机理基础上,利用自己编写的计算 程序,对不同参数的塑料排水板在成层地基、多级等速加载情况下不同时间 的固结度,及固结效果进行仿真分析,其结果对塑料排水板的施工参数决策 有一定的参考价值。 II 6.近年来遗传算法(GA)已成为解决优化问题的一条新途径,但传统 的GA仍存在收敛速度慢,求解效率不高的等缺点,而且对于高维、多约束 问题,还会出现收敛困难。为克服传统GA的以上缺点,本文通过引入交叉、 变异率自适应调整方法和惩罚策略,藉此提高了算法的求解速率,并首次将 改进的遗传算法用于解决深层搅拌桩的最优设计问题,获得满足工程需要、 符合设计规范要求且造价最低的设计方案,实现了粉喷桩间距、水泥用量等 的优化。 7.提出了基于光纤传感技术的高速公路软基处理施工仿真监控决策的 概念,它是是建立在前馈控制的理论基础之上的,通过研制的光纤传感设备 和传统的测试方法采集沉降、位移和孔隙水压力等数据,对关键的土工参数 进行反分析,对土的强度增长进行估算,然后对下一步的加载进行仿真计算, 以确定后续的加载策略。同时能较准确地对土工参数进行估算,较好地解决 了工后沉降的估算问题和路面加铺时间的决策问题。
【学位授予单位】:武汉理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:U416.1

【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 纪玉诚;严驰;张建国;;排水板通水能力检测设备[J];实验技术与管理;1993年03期
2 张子杰;;浅谈塑料排水板处理软土地基的施工技术[J];山西建筑;2011年22期
3 梁观球;;塑料排水板堆载预压在河道软基筑堤中的应用[J];民营科技;2011年07期
4 邹茫;;高速公路软基地段高填方路基施工技术[J];湖南交通科技;2011年02期
5 王君;;排水板固结与粉喷桩加固软基沉降对比分析[J];中外公路;2011年04期
6 楼孟华;;台州市路桥区黄礁涂围垦工程施工实践探讨[J];水利规划与设计;2011年04期
7 许二敏;李存伟;;公路工程软基处理技术探讨[J];科技传播;2011年12期
8 张仁杰;王兆利;赵堂进;;土坡稳定计算中安全系数的探讨[J];水土保持应用技术;2011年03期
9 韩世滨;;浅谈塑料排水板在软基处理的应用[J];科技促进发展(应用版);2011年04期
10 刘明泉;;高速公路软基观测与评价[J];河北工业大学学报;2011年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 刘祥群;;南沙蕉门河整治工程塑料排水板施工[A];2004水利水电地基与基础工程技术——中国水利学会地基与基础工程专业委员会2004年学术会议论文集[C];2004年
2 盖琪琳;魏方永;王凯;;乐宜十二合同软基加固中的塑料排水板施工技术应用[A];公路交通与建设论坛(2009)[C];2010年
3 张涛;;福州救助站码头迁建工程塑料排水板软基处理[A];探矿工程(岩土钻掘工程)技术与可持续发展研讨会论文集[C];2003年
4 徐国强;陈兴俊;;海上塑料排水板施工工艺[A];中国土木工程学会土力学及基础工程学会地基处理学术委员会第三届地基处理学术讨论会论文集[C];1992年
5 赵振中;;粉煤灰填筑取代塑料排水板+真空-堆载联合预压在苏胜大桥桥台软基处理中的应用[A];中国公路学会2004年学术年会论文集[C];2004年
6 刘汉龙;陈永辉;顾长存;;真空-堆载联合预压法加固机理及其在杭金衢高速公路软基加固中应用[A];第一届全国公路科技创新高层论坛论文集新技术新材料与新设备卷[C];2002年
7 朱知辉;许正经;周卫东;;新型整体式塑料排水板的新材料和新工艺[A];工程排水与加固技术理论与实践——第七届全国工程排水与加固技术研讨会论文集[C];2008年
8 周爱国;胡立堂;严加兵;聂品荔;李远军;;高速公路软基处理中袋装砂井参数优化探讨[A];第六届全国工程地质大会论文集[C];2000年
9 洪宝宁;丘雨均;蔡迈秋;黄明道;;特殊地质构造引起高速公路软基病害的分析与防治[A];中国土木工程学会第九届土力学及岩土工程学术会议论文集(下册)[C];2003年
10 杨和明;;真空联合堆载预压法加固堤基施工工法[A];河南省建筑业行业优秀论文集(2005)[C];2005年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 河南省驻马店市公路局 郭建华;地质雷达检测在漯驻高速公路软基处治中的应用[N];中国信息报;2003年
2 正广 文龙 明星 洪勇;建湖工商局打假保名牌成绩斐然[N];江苏经济报;2006年
3 李根成、记者 钱晓虎;科技创新成就“筑港尖兵”[N];解放军报;2006年
4 浙江裕众建设集团有限公司 朱林海;关于淤泥质粘土层地基处理的两种设计方案比较[N];中华建筑报;2007年
5 本报记者 江耀明 通讯员 王学东;占领新高地[N];中国铁道建筑报;2006年
6 记者 刘可英;珠海一批重大项目开工[N];南方日报;2008年
7 王振 本报记者 林妍;收获秋日里的“滨海速度”[N];中国经济导报;2007年
8 本报通讯员  崔世才 杨锡浪 本报记者  吴剑飞;建湖农民的循环经济[N];新华日报;2006年
9 王力徐黎一 宋斌华 彭鹏;精卫填海演绎沧海桑田[N];连云港日报;2007年
10 穆金鹏;排疏板在奥运工程中的应用(一)[N];中华建筑报;2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 冯仲仁;高速公路软基处理智能决策支持技术研究[D];武汉理工大学;2003年
2 王丙兴;基于非概率可靠度理论的高速公路软基变形特性研究[D];天津大学;2012年
3 张丽丽;超软土上大型充灌袋挤淤法筑路的机理、工艺和计算方法研究[D];天津大学;2012年
4 刘金龙;边坡稳定性及路堤变形与破坏机理研究[D];中国科学院研究生院(武汉岩土力学研究所);2007年
5 王曰国;真空—堆载联合预压加固软土地基理论与试验研究[D];中南大学;2010年
6 刘红军;寒区湿地软土地基固结沉降与稳定性研究[D];中国地震局工程力学研究所;2007年
7 刘吉福;堆载预压法处理高速公路路基的卸载时机研究[D];华南理工大学;2010年
8 雷鸣;真空预压加固高铁软基试验研究及机理探索[D];中南大学;2012年
9 赵常洲;高速公路软基真空—堆载联合预压加固机理及其数值模拟[D];中国地质大学(北京);2008年
10 刘观仕;高速公路软土路基拓宽变形性状与时间效应分析[D];中国科学院研究生院(武汉岩土力学研究所);2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 唐钰;基于C#在高速公路智能光纤软基监测系统中的应用研究[D];南昌大学;2011年
2 丁长生;天津临港工业区真空预压试验及塑料排水板保土性研究[D];天津大学;2012年
3 薛乐球;真空预压法加固软土地基中塑料排水板间距选择的研究[D];天津大学;2012年
4 邢中立;塑料排水板处理高速公路软土地基路堤分析[D];西南交通大学;2011年
5 沈建东;塑料排水板堆载预压法处理软土地基的工后沉降控制研究[D];华南理工大学;2012年
6 戴少平;考虑交通荷载的运营期高速公路软基沉降预测研究[D];华南理工大学;2011年
7 涂先华;基于ABAQUS的真空—堆载联合预压仿真及沉降分析[D];武汉理工大学;2010年
8 熊平华;塑料板排水法加固软土地基固结沉降变化规律研究[D];成都理工大学;2012年
9 罗成才;高速公路软基路堤失稳风险分析方法研究[D];中南大学;2011年
10 林小军;粉喷桩及塑料排水板加固软土路基试验研究及计算分析[D];四川大学;2004年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026