高鐵路基后期沉降預(yù)測(cè)方法的運(yùn)用研究

孫利朋

摘要：高鐵作為我國(guó)現(xiàn)代化鐵路運(yùn)輸體的核心構(gòu)成，在提升鐵路運(yùn)輸速度、舒適度，降低運(yùn)營(yíng)壓力等方面發(fā)揮著關(guān)鍵性的作用。高鐵特殊的技術(shù)工藝與結(jié)構(gòu)組成與傳統(tǒng)列車有著一定的差異，使得其在運(yùn)行的過程中，對(duì)于路基的穩(wěn)定性以及安全性有著更為嚴(yán)格的要求。文章以高鐵路基后期沉降作為主要研究對(duì)象，以現(xiàn)階段主要的預(yù)測(cè)技術(shù)為基本礦建，構(gòu)建起高效的后期沉降預(yù)測(cè)體系，以保證高鐵的安全穩(wěn)定運(yùn)行，避免安全事故的發(fā)生機(jī)率。

關(guān)鍵詞：高鐵路基；后期沉降；預(yù)測(cè)方法；運(yùn)用

1 高鐵路基后期沉降預(yù)測(cè)方法運(yùn)用所遵循的原則

高速鐵路路基后期沉降預(yù)測(cè)方法工作的開展不僅需要各項(xiàng)技術(shù)的支持，還需要工作人員立足于后期沉降預(yù)測(cè)方法工作開展的實(shí)際，以科學(xué)性原則與實(shí)用性原則為引導(dǎo)，從宏觀層面提升自身的思想認(rèn)知程度，明確后期沉降預(yù)測(cè)方法的基本需求，進(jìn)而全面提升高速鐵路路基后期沉降預(yù)測(cè)方法的效率。

1）后期沉降預(yù)測(cè)方法在高速鐵路路基工作中的應(yīng)用必須要遵循科學(xué)性的原則。

2）后期沉降預(yù)測(cè)方法在高速鐵路路基中的應(yīng)用必須要遵循實(shí)用性的原則。由于高速鐵路路基類型內(nèi)容多樣，信息數(shù)據(jù)繁多。

2 雙曲線法與星野法在高鐵路基后期沉降預(yù)測(cè)中的應(yīng)用

2.1 雙曲線法在高鐵路基后期沉降預(yù)測(cè)中的應(yīng)用

雙曲線法將沉降路基沉降平均速度與雙曲線遞減規(guī)律進(jìn)行結(jié)合，這種預(yù)測(cè)方法計(jì)算出的沉降結(jié)果往往要高于高速鐵路實(shí)際沉降量，因此對(duì)于實(shí)際施工而言有著較高的安全性。在高鐵建設(shè)某施工的段，施工技術(shù)人員采取雙曲線法對(duì)施工區(qū)域內(nèi)4處斷面進(jìn)行雙曲線預(yù)測(cè)，其預(yù)測(cè)結(jié)果以折線圖的形式進(jìn)行展現(xiàn)，如圖：

雖然雙曲線預(yù)測(cè)在預(yù)測(cè)周期以及準(zhǔn)確度方面存在著一定的局限，但是其操作簡(jiǎn)單，對(duì)硬件設(shè)備的依賴較小，能夠滿足惡劣環(huán)境下高鐵路基后期沉降預(yù)測(cè)工作的基本需求，確保路基施工建設(shè)活動(dòng)的有序開展。

2.2 星野法在高鐵路基后期沉降預(yù)測(cè)中的應(yīng)用

星野法以太沙基固結(jié)理論作為基本框架，其在沉降預(yù)測(cè)的過程中，將固結(jié)度與時(shí)間之間的關(guān)系作為主要對(duì)象，得出高速鐵路路基固結(jié)度與時(shí)間的平方根成正比例關(guān)系，沉降量與施工建設(shè)時(shí)間的平方根也呈現(xiàn)出正比例關(guān)系。

3 Natton預(yù)測(cè)模型在高鐵路基后期沉降預(yù)測(cè)中的應(yīng)用

Natton預(yù)測(cè)模型在實(shí)際應(yīng)用的過程中，能夠?qū)Ω哞F路基后期沉降過程中路基沉降量與時(shí)間的關(guān)系進(jìn)行說明，并通過對(duì)二者關(guān)系的全面分析，實(shí)現(xiàn)后期沉降的準(zhǔn)確預(yù)測(cè)。在科學(xué)性原則與實(shí)用性原則的指導(dǎo)下，對(duì)預(yù)測(cè)環(huán)節(jié)進(jìn)行必要的優(yōu)化，減少冗余數(shù)據(jù)對(duì)于整體預(yù)測(cè)活動(dòng)的影響，建立起St=（AB）eaebt+C的數(shù)學(xué)模型，在這一模型中t表示時(shí)間，St則表示一定時(shí)間跨度范圍內(nèi)的高鐵路基后期沉降量，其中A、B、C、a、b為參數(shù)，其數(shù)值大小待定，A、B、C三證表現(xiàn)出一定的數(shù)量關(guān)系，即A>B，C>0。從Natton預(yù)測(cè)模型不難看出，當(dāng)t增大時(shí)，St也呈現(xiàn)出遞增的態(tài)勢(shì)，但是當(dāng)時(shí)間t無窮大時(shí)，St則無限趨近于AB+C，這種數(shù)學(xué)特性，能夠幫助技術(shù)人員對(duì)高鐵路基后期沉降的整體過程以及時(shí)間與沉降量之間的關(guān)系進(jìn)行科學(xué)的梳理。

在實(shí)際應(yīng)用的過程中，由于Natton預(yù)測(cè)模型中含有5個(gè)未知參數(shù)，在進(jìn)行沉降量預(yù)測(cè)的過程中，可以采用高斯牛頓迭代算法對(duì)各個(gè)參數(shù)進(jìn)行最優(yōu)測(cè)算，借助于這種運(yùn)作方式，Natton預(yù)測(cè)模型能夠滿足不同環(huán)境狀態(tài)下，高速鐵路路基后期沉降預(yù)測(cè)工作的客觀需求，全面提升現(xiàn)階段路基沉降預(yù)測(cè)工作的準(zhǔn)確性。滬昆高速鐵路作為我國(guó)東西向里程最長(zhǎng)，輻射范圍最廣的高速鐵路，其在設(shè)計(jì)規(guī)劃的過程中，為了確保高鐵路基能夠適應(yīng)不同地理環(huán)境下的工作需求，避免沉降情況的出現(xiàn)，在部分施工重點(diǎn)區(qū)域采取Natton預(yù)測(cè)模型，建立2379個(gè)沉降觀測(cè)點(diǎn)，進(jìn)行6到30個(gè)月不同時(shí)間周期的貫徹，通過對(duì)現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)量的匯總分析以及與Natton預(yù)測(cè)模型預(yù)測(cè)結(jié)果的橫向?qū)Ρ龋鶕?jù)不同的地質(zhì)條件以及路基沉降的需求，采取換填、高壓旋噴樁以及打入樁等多種類型的路基建設(shè)模式，減少高鐵路基后期沉降量，提升整體路基運(yùn)行的流暢度。

4 結(jié)語

高鐵路基后期沉降預(yù)測(cè)工作的順利開展，需要工作人員從過往預(yù)測(cè)技術(shù)以及工作經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，在科學(xué)性原則與實(shí)用性原則的指導(dǎo)下，通過對(duì)沉降信息的收集與分析，對(duì)預(yù)測(cè)模型進(jìn)行合理化構(gòu)建，實(shí)現(xiàn)后期沉降的準(zhǔn)確預(yù)測(cè)。文章將雙曲線法、星野法以及Natton預(yù)測(cè)模型作為研究核心，從多個(gè)角度出發(fā)，促進(jìn)其與高鐵路基后期路基沉降預(yù)測(cè)工作的結(jié)合，提升預(yù)測(cè)能力，保證高特安全平穩(wěn)運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉軍，孫江浩，甄龍，張健.組合模型在高鐵軟土路基沉降預(yù)測(cè)中的應(yīng)用[J].地理空間信息，2016，14（8）：9395.

[2]馬石城，胡軍霞，馬一躍.高鐵路基后溪沉降預(yù)測(cè)方法的運(yùn)用分析[J].湘潭大學(xué)自然學(xué)報(bào)，2014，36（1）：3844.