采用改进的修正双曲线法预测高速铁路路基沉降

闫宏业，刘 莉，廖志刚，杨生哲，蔡德钩

(1.中国铁道科学研究院 铁道建筑研究所，北京 100081;2.中建铁路建设有限公司，北京 100053;3.东南大学 土木工程学院，南京 210000)

高速铁路对工后沉降的要求非常严格［1］，一般地段路基工后沉降要求不超过扣件允许的沉降调高量15 mm。一方面，这对高速铁路的地基处理、基床结构、填料选取及碾压工艺提出了更高的要求，另一方面，对路基工后沉降的预测方法和精度也提出了挑战，科学、准确地预测工后沉降十分关键。目前工后沉降的预测方法主要有双曲线法、固结度对数配合法(三点法)、抛物线法、指数曲线法、修正指数曲线法、修正双曲线法、沉降速率法、星野法、Asaoka法、泊松曲线法、灰色理论和人工神经网络等［2］。无明显荷载分级时，多采用双曲线法、指数曲线法、三点法、星野法等;多级荷载情况时，常采用修正指数曲线法与修正双曲线法，这两种方法都充分利用了各级荷载的观测数据［3-4］。

1 修正双曲线法预测的基本原理

修正双曲线法［2］是针对多级加荷的、路堤沉降曲线“台阶状”发展的情况，由常规双曲线模型拓展而来，如图1所示，其表达式为式中，m为加荷的总级数;t为沉降预测时刻ti到第K级荷载施加时刻tK的时间间隔;Sok为第K级荷载的初始沉降量;SK为第K级荷载增量所引起的最终沉降量;当加荷速率与土层状况不变时，不考虑地基土的非线性特性，SK与荷载大小成正比，SK=CΔPK，ΔPK为第K级荷载增量;C为反应土体固结性质的参数，设其与荷载的施加无关，视为常量，α为拟合参数。……