地下综合管廊软土地基沉降曲线机理及预测

针对软弱土地区管廊地基沉降预测问题，为了更加有效可靠地预测软土地基沉降，本文基于沉降量与沉降速率间的微分动力学关系，构建出沉降曲线动力学预测模型。并将该模型与实测数据以及数值结果进行对比，以验证该理论模型的有效性。针对某地区软土地区综合管廊地基沉降，选用两种典型的沉降改变速率，求解得到了指数曲线模型以及双曲线模型。构建观测数据偏差的平方和达到最小且最大优度的优化模型，将上述两种模型与实测数据进行对比。结果表明：指数曲线模型更适合应用于该地区地基沉降全过程的沉降预测。

综合管廊作为能够容纳电力、通信、雨污水、燃气、热力等市政管线的公共设施，具有保障市政管线安全、提高地下空间利用率、美化城市环境、避免路面重复开挖等优点， 是新型城镇化发展的需要[1] [2] [3]。在软土地区，投入运营的综合管廊因各种原因产生长期沉降，纵向呈现出沉降的不均匀性，这种长期沉降成为影响管廊结构运营安全的关键问题[4]。东南沿海地区分布的软弱土表现出高含水量、高压缩性、强度较低和透水性较低等较差的工程性质。在深厚软弱土地区建设综合管廊，往往需要选取适当的地基处理方案，以避免综合管廊在施工过程及正常运行后产生较大沉降。

国内外学者对地基沉降预测进行了深入的研究，也取得了丰硕的成果[5] [6] [7] [8] [9]。软基段沉降的预测方法虽多，但由于软土自身的复杂性，加之上部荷载与结构的影响，能够较准确预测的方法却很少，利用现有的观测资料预测长期沉降是一种相对理想的方法[10] [11] [12]。

为了可靠有效地预测深厚软弱土综合管廊地基沉降，以便于对该地区管廊建设以及运营维护提供理论支撑，本文基于沉降量与沉降速率间的微分动力学关系，构建出沉降曲线动力学预测模型。并将该模型与实测数据以及数值模拟结果进行对比，以验证该理论模型的有效性。最后运用该模型对该地区综合管廊地基沉降进行预测。

2. 沉降曲线机理模型 设时刻沉降量为( )S t ，沉降量改变速率为λ ，则t∆时段内沉降改变为 ()( )( )S ttS ttS tλ+ ∆−=∆ (1) 即 ()( )( )S ttS tS ttλ+ ∆−=∆ (2) 当0t∆→时，离散方程(2)可化为： t