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4 實例計算與結果分析

4.1 工程實例概況

廈門市大小嶝島海域填海造地二期工程總面積約7.58km2,地基以土層厚且分布極不均勻的吹填淤泥為主,天然含水率較高,壓縮性大,強度較低。軟土地基處理方案為打設排水板吹填砂堆載預壓處理。

該工程面積較大,本文選取了一個區中4個沉降觀測點對實測沉降-時間曲線進行了計算擬合分析。因吹填位置不同,各監測沉降點的開始監測時間存在一些差異,沉降觀測時間大致從2016年2月初到2017年5月底,歷時490d左右。

4.2 計算結果

預測進行計算時,首先通過擬合實測沉降數據反演預測一組a0、b0k0參數,并正演得出第一組沉降數據;然后根據式(2)計算出目標函數E0,重新試算一組a1b1、k1參數,計算出試算的目標函數E1,代入式(3),得出目標函數差ΔE。并通過Metropolis法則進行優化,最終得出接近實際的ab、k,并預測沉降量。

因為模擬退火法里涉及參數冷卻因子,冷卻因子的值不同,計算得到的結果也有一定的偏差,筆者首先探討了冷卻因子對模型參數值的影響。這里對第4號點進行不同冷卻因子值下模型參數求解,分別為0.2、0.4、0.6、0.8和0.9 5個值求解沉降模型參數,計算結果見表1和圖1。從表1中可以看出,冷卻因子對本沉降模型的參數值影響不大,甚至可以忽略該影響。研究者在計算其他點沉降模型參數值時統一采用冷卻因子值為0.9進行計算求解,計算結果見表2。

表1 不同冷卻因子值下的計算參數值

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圖1 參數值與冷卻因子關系曲線圖

表2 計算參數值

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由圖2~圖5可見,通過模擬退火法計算求出的沉降模型曲線擬合效果較好,前期擬合效果有一定的偏差,筆者認為,在吹填砂時,集中于龍口處吹填,存在著該區域荷載較大,荷載的不均勻性導致實測沉降-時間曲線前期的不規律性;當后期車輛倒載使得場地荷載均勻平穩后,模擬退火法求得的沉降曲線模型擬合效果較好,與實測沉降曲線的吻合度較高,能反映沉降曲線的部分發展規律。

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圖2 1號點實測及擬合沉降曲線圖

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圖3 2號點實測及擬合沉降曲線圖

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圖4 3號點實測及擬合沉降曲線圖

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圖5 4號點實測及擬合沉降曲線圖

選取該4個監測點實測數據作為基礎數據,通過式(2)的計算,對累積沉降量進行了預測,見表3。可以看出1號點和2號點與實測值相近;3號點和4號點的預測值絕對誤差最大的為-34mm,對于大范圍吹填砂預壓造地工程的沉降量的預測,是可以接受的偏差,故取得了較好的效果,可見該方法對工程監測與施工具有一定的意義。

表3 沉降預測成果

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