凍土路基變形預測及可靠度分析.pdf

1、我國凍土分布面積廣闊，且主要集中在北方以及青藏高原等地區(qū)。在凍土地區(qū)建設高速公路和鐵路的過程中，凍土路基病害時有發(fā)生，因此進行路基凍脹融沉變形預測和可靠程度評價對減少路基病害和風險評估具有重要的意義。
　　本論文以青藏鐵路北麓河路段凍土路基為例，開展了該凍土路基的變形預測和可靠度研究。論文的主要研究內容及結論如下:
　　(1)基于BP神經網絡方法，建立了以月平均地溫、路基高度和凍土上限深度為輸入，路基頂部變形為輸出的神經網絡

2、模型。此外，編制MATLAB程序對北麓河路基30年內的變形進行了預測。預測結果表明，與直覺經驗相符，即負溫條件下溫度越低凍脹量越大，正溫條件下溫度越高融沉量越大。
　　(2)建立了基于凍土路基水熱場的變形分析模型，并采用COMSOL數(shù)值模擬軟件進行二次開發(fā)。將該模型應用于凍土路基實例，獲得30年內凍土路基的水熱場和變形場，將分析結果與BP神經網絡的結果進行了對比，驗證了后者的合理性。
　　(3)分析并擬合了隨機有限元法分析所

3、得的溫度場標準差的變化規(guī)律。發(fā)現(xiàn)溫度場標準差隨著土層深度的加深而呈逐步減小的趨勢;溫度標準差與變異系數(shù)和時間分別呈線性關系和對數(shù)函數(shù)關系;
　　(4)提出了一種新的改進神經網絡響應面法（簡稱為INNRS法），并編制了MATLAB程序。INNRS法中，BP神經網絡與改進的響應面法相結合，只需形成一次響應面便可計算出較準確的可靠指標。將所提出的INNRS法應用于凍土路基工程實例，獲得了30年內凍土路基變形的可靠指標和失效概率。