几种软土路基沉降预测方法的对比分析

【摘要】道路工程建设中会遇到很多软土路基沉降的想象，有效的对软土路基沉降作出预测，对道路工程的顺利施工有重要意义。预测软土路基沉降的方法多种多样，那么如何能够更好地选择预测方法呢，本文就几种软土路基沉降预测方法做了对比分析，以供工程施工人员参考。

【关键词】软土路基；预测方法；分析

软土路基沉降程度与道路建设工程的质量、成本及工期有着很大的关系，施工单位为了有效的掌控软土路基的沉降变化，往往会采取一些软土路基沉降预测方法，并对这些方法在实际应用中采取动态的管控，观其应用的实际效果。软土路基沉降的预测，可以使施工单位对软土路基、路基的整体稳定性和完工后的沉降量进行有效的控制。软土路基沉降预测的方法很多，本文就几种常用的方法做了对比分析。

一、软土路基沉降常用的预测方法

在道路建设过程中，对软土路基后期沉降情况的预测意义重大。软土路基后期沉降情况的预测基础是道路工程建设的现场实测沉降资料。在实际工作中最常用的推测方法有下几种：人工神经网络法、灰色理论预测法、双曲线法、反分析方法、、有限元法等，每种预测方法都有自身的特有属性。

二、常用软土路基沉降预测方法的对比分析

第一，人工神经网络预测法。人工神经网络预测法是一种新型的预测方法，在软土路基沉降预测上应用的时间还不长。人工神经网络预测法的本质是一种应用系统，主要负责处理软土路基沉降的相关实测数据信息。目前，人工神经网络预测法使用较为广泛的领域主要包括两个――信息科学和工程技术。在工程技术领域的应用，主要体现自在软土路基沉降预测方面。组成人工神经网络预测法的处理单元单个来讲是非常简单的，但是这些单元之间的联系又是非常高度的，这些单元之间的高度联系形成了一个类似生物脑的神经系统，该系统能够模拟计算机的处理模式来处理软土路基沉降的相关数据。预测模式包括输出量和输入量，输出量指的是传统的因变量，输入量指的是传统的自变量，两种量之间关系用一种高维非线性的映射来表示。人工神经网络预测法自身有着非常独特的特点，可以解决其它预测方法在软土路基沉降量预测的效果短板，即土地自身原因导致预测精准度的降低，和效果的不能优化。人工神经网路预测法的构成单元相当于计算机的软件集成模块，其工作原理类似于计算机处理问题的原理，因此人工神经网络预测法不仅有较强的建模能力，还有较强的整合数据的能力，尤其擅长处理非线性的问题，这也是人工神经网络预测法的独有特性。利用这个特性对道路工程建设现场实测软土路基沉降资料进行分析，找出规律，进而为软土路基后期沉降量的预测作出正确的判断。在软土路基沉降预测方法中，人工神经网络预测法的优点是有目共睹的，但这种预测法不能应用于长期预测，根本原因是这种预测方法的精确度会随着时间的流失慢慢的下降，最终导致精确度丧失，这也是人工神经网络预测法的短板所在。

第二，灰色理论预测法。灰色理论预测法也是常用的一种软土路基沉降预测的方法。这种方法工作原理是通过灰色模型对不同数据去留的选择来实现预测精度、预测手段和预测模型的提升、修正和调整。作为灰色理论预测法核心――灰色模型，共有三种检验方法。在模型建立完毕及选定检验方法后，通过计算机的编程功能对道路工程建设现场实测的软土路基沉降的资料进行分析并记录数据，通过对这些数据的分析找出软土路基沉降的规律，并画出预测曲线图。灰色理论预测法的使用需要保证软土路基沉降实测数据的更新及时性和高精确度性，由于理论与现实总有误差，所以此方法的预测结果大于实测结果是很正常的。

第三，双曲线法。在软土路基沉降预测方法中，双曲线法是一种假设法，以假设的成立条件来预测软土路基沉降量，并画出坐标图。此方法运用所得到的数据精度由于其前提条件的因素是一个慢慢提升的过程，即后期的数据精度远远高于初期的数据精度。一般来讲，双曲线预测法使用的最佳时间点是软土路基沉降基本稳定时。此方法的短板在于数据观测时间会受到人为因素的干扰。

第四，反分析预测法。反分析预测法的过程是一个数值计算的过程，它需要通过对软土路基工程真实测量值的计算来得到土性参数和本构模型参数，并同时求出需要的物理量。反分析预测法在软土路基沉降的使用上也同人工神经网络预测法一样，都是一种新的预测方法。其工作的基本原理是对实测数据的反复计算，以使得到结果更加接近软土路基后期沉降量的数值。反分析法的使用除了要求实测数据的真实完整外，还需要假设一个合理的反分析数学模型，这个模型的建立对反分析法预测的结果又一定的影响。由于是假设，所以该模型建立使用的预测结果在一定程度上存在人为因素的误差。

第五，有限元预测法。有限元预测法有着自身的越性，在其使用的多种类型的本构模型中，非线性的弹性模型是使用范围最广的一个。有限元法可以容纳更加复杂的计算关系，可以更好地反映影响软土路基沉降的因素。从理论上讲，在所有预测软土路基沉降的方法中，有限元法是比较完善的一种方法，收到人们的关注。其自身的短板表现为在实际计算过程中需要用到大量的参数做依据，最终数据的确定必须通过特定试验的论证，导致其工作量和工程的复杂性远远高于其它的预测方法。

道路工程建设中会遇到很多软土路基沉降的想象，有效的对软土路基沉降作出预测，对道路工程的顺利施工有重要意义。综上所述，软土路基沉降的预测方法各有各的长板和短板，道路工程建设人员要根据施工现场的实际情况选取科学的预测方法，以提高软土路基后期沉降量数值的精确性。

参考文献：

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