灰色理论在低应变预测桩极限承载力中的应用研究

摘要

桩基由于其巨大的工程应用价值而受到广泛的研究，尤其是单桩竖向极限承载力是桩基设计中的一个重要参数。静载荷实验是确定桩基极限承载力的最基本的方法，但在实际操作中的试桩往往不严格按照规范要求，致使许多工程中的试桩并未达到真正的破坏，也就不能准确得出单桩竖向极限值。 相比较而言，低应变动力测桩法具有周期短，耗资少及对桩身质量检测效果明显等特点，所以日益受到土木工程界的关注。目前，我国先后研究并应用于工程的动测方法达十几种，这些方法除具有其本身特点和适用范围外，其共同之处均是主要测试置于地基中桩呈现的动力学参数，如弹性动刚度。然后期望动刚度与静刚度间有一个相对稳定的线性关系，借以确定桩的承载力。这种思维方式导致低应变法的基本原理过于勉强，动、静刚度相互间的换算纯属经验的状况。 而本文用灰色理论预测桩基极限承载力的方法，则把桩基工程现场实测的动刚度直接用于确定桩的承载力。毕竟桩基工程现场实测的动刚度值(而非静刚度值)才是在置于地基中的桩体上进行测定的值，因此才更能反映桩土的实际情况。这便摆脱了低应变法依靠经验进行动、静刚度间的换算的状况，为桩极限承载力的研究与预测提供了可参考的全新方法。 论文首先介绍了低应变动测响应的基本理论，并在此基础上总结出影响单桩极限承载力的主要因素。其次介绍了灰色系统理论的部分知识。然后以以往的部分桩基的实践资料为基础，历经灰关联分析、灰色建模、残差识别、灰色预测等过程，建立了桩基极限承载力的灰色预测模型。同时在计算机上实现了编程，并对实际资料进行了处理，进一步证明了该模型具有一定的理论和实用价值。

目录

文摘

英文文摘

第一章引论

§1.1桩基工程概述及问题的提出

§1.2桩基极限承载力检测技术及现状

1.2.1桩基承载力检测技术概述

1.2.2静力载荷试验法

1.2.3动测试验法

1.3.1本课题研究的意义

1.3.2论文主要研究内容

第二章灰色系统理论的方法原理

§2.1灰色系统理论概述

2.1.1灰色系统的基本概念

2.1.2灰色系统的基本原理

2.1.3灰色系统的研究内容

2.1.4灰色系统、模糊数学及概率论的区别

2.1.5灰色预测的基本方法及特点

2.1.6灰色系统理论信息加技术的分类

§2.2灰色关联分析

2.2.1灰色关联分析的基本概念

2.2.2灰色关联分析模型

§2.3数据的生成

2.3.1灰色生成数概述

2.3.2规范化处理

2.3.3累加生成

2.3.4累减生成

§2.4灰色系统预测模型的建立

2.4.1GM模型建模机理

2.4.2灰色响应模型

2.4.3残差修正方法

2.4.4GM模型预测

第三章桩基工程理论原理

§3.1桩的分类

§3.2桩基动测响应的几何和力学参数研究

3.2.1概述

3.2.2完整浮承桩的参数模型与波动方程

3.2.3振动响应的数学模型

3.2.4小结

第四章影响单桩承载力的因素与承载力的灰关联分析

§4.1桩的动刚度与桩承载力的相关性

4.1.1桩动刚度的概念

4.1.2动刚度的确定

4.1.3桩的动刚度和承载力的影响因素

4.1.4研究现状分析

§4.2影响单桩承载力的因素与承载力相关性研究

结论

第五章单桩承载力预测灰色系统的模型的建立

§5.1 灰色系统的建模过程

5.1.1数据的再生成

5.1.2灰色建模

5.1.3、行为主数列的精度检验

§5.2残差修正

§5.3灰色预测

第六章程序实现及实际工程资料处理

§6.1程序实现过程

§6.2实际工程资料处理

结论

结论与展望

致谢

主要参考文献

附件1