Grey Relational Analysis on Index of Bearing Capacity of Soft Soil Foundation
Xiao Wuquan Leng Wuming (College of Civil Construction ,Central South University)
0171
1110
0194
0194
1118
8
0172
0153
0191
1115
1112
1157
9
1111
1118
0197
0195
0198
1108
10
1171
1135
1105
0169
0169
0163
313 求差序列
Δ i
(
k)
=|
x0 ( k)
-
xi ( k) |
,如表 3 所示 。
x6
IpΠ%
23165 16100 18128 21120 22165 24165 24167 14184 24137 18131
3 关联度的计算
311 确定参考序列和比较序列
量 Es ( x7 ) 和粘聚力 c ( x8 ) 为比较序列 ,一共选择 了 10 组数据 ,如表 1 所示 。
参考序列 x0 的选择是考虑能直接反映软土
表 1 原始数据
序号
x0
x1
x2
x3
x4
x5
S uΠkPa
N 10
ρΠ(g·cm - 3)
e
x7
EsΠMPa
31916 51928 3175 511 31428 21904 31476 21631 21868 31978
x8
cΠkPa
14132 19111 23127 18152 20159 10167 10110 15101 19190 25126
x6
x7
x8
1
1
1
0168
1151
1133
1 前言
软土地基承载力大小决定了地基强度是否满 足设计要求 、是否需要加固 、加固方法的选择以及 施工方法的确定等 。野外和室内实验能获得软土 地基承载力大小 (如荷载试验) 或反映承载力大小 的指标 (如含水量等) 。本文根据湖南省交通厅重 点科技项目《道路工程基底承载力研究》要求 ,对 上 (海) 瑞 (丽) 高速公路湖南境内湘潭 - 邵阳段的 软土地基进行了野外原位测试 (包括十字板剪切 试验 、轻型动力触探和平板载荷试验) 和室内试验 (包括物理 、力学性质指标 、压缩 - 固结指标等) , 获得了相关数据 。在这些原始数据基础上 ,用灰
目前 ,系统的量化方法大多属于数理统计方 法 ,如回归分析 、方差分析 、主要成分分析等 。其 中 ,以回归分析用得最多 ,然而回归分析要求样品 量大 ,要求样品有较好的分布规律 ,计算量大 ,可 能出现定性与定量分析结果不符合现象等弱点 , 使得该方法的使用有一定局限性 。
4 勘 察 科 学 技 术 2004 年第 2 期
55161
1126
7
18121
12
11794
1116
42146
1119
8
14146
9
11636
1143
50154
1159
9
22108
20
11743
1118
44138
1109
10
34122
23
11882
0186
31111
0164
312 初值化
对表 1 作初始化处理 ,其结果如表 2 所示 。
表 2 初始化处理后数据
作者简介 :肖武权 ,男 ,1962 年生 ,博士 ,副教授 ,主要从事岩土工 程教学与科研工作 。 收稿日期 :2003 - 09 - 15
色关联分析方法 ,探讨了承载力指标的相互关系 和影响程度 。为准确评价软土地基和选择地基处 理方法提供依据 。
2 灰色关联分析方法
每个系统都包含各种影响因素 ,软土地基承 载力大小也一样 ,它受许多因素控制 ,测试分析得 到的各项指标在一定程度上反映了承载力的大小 和影响程度 ,但哪些是主要的 ,哪些是次要的 ,这 就需要对影响因素进行量化分析 。
根据关联系数公式 ,取 ζ= 015 ,求得关联系
表
4
关联系数
ξ i
(
k)
计算结果
序号
ξ1
ξ2
ξ3
ξ4
ξ5
ξ6
ξ7
ξ8
1
1
1
1
1
1
1
1
1
2
01581
01378
01346
01345
01372
01333
01464
01427
3
01791
01531
01506
01506
01489
01477
01525
01531
6)
求关联度
γ i
即γ(
x0
, xi )
,
试验所得极限承载力与十字板剪切强度 ,由于载
n
∑ γi =
1 n
ξi ( k)
k=1
γ i
称为
xi
与
x0
的关联度 ,γi
越大 , xi
与
x0
的关
系则越密切 。
荷试验点少 ,因此选择了十字板剪切强度 Su 为参 考序列 ( x0 ) ,选择轻型动力触探击数 N10 ( x1 ) 、土 的天然密度 ρ( x2 ) 、孔隙比 e ( x3 ) 、天然含水量 ω ( x4 ) 、液性指数 IL ( x5 ) 、塑性指数 Ip ( x6 ) 、压缩模
4
所示
。按关联度公式求得关联度
分别为
max maxΔi ( k) = 1197
i
k
min minΔi ( k) = 0
i
k
315
求ξi (
k)
和
γ i
γ1 = 01849 ,γ2 = 01731 ,γ3 = 01678 , γ4 = 01690 ,γ5 = 01655 ,γ6 = 01717 , γ= 01725 ,γ8 = 01718 。
min min x0 ( k) - xi ( k) + ζmax max x0 ( k) - xi ( k)
ξi ( k) =
i
k
i
k
x0 ( k) - xi ( k) + ζmax max x0 ( k) - xi ( k)
i
k
式中 ,ζ为分辨系数 ,可取 ζ= 015 。
地基承载力大小的指标 ,如本次试验中平板载荷
0177
0196
0198
0190
1130
0178
0196
0186
1144
1104
0174
0145
1104
0189
0143
0163
0167
1105
1103
0176
1139
0177
1102
1176
2004 年第 2 期 勘 察 科 学 技 术 5
表 3 Δi ( k) 值
序号
Δ1
Δ2
Δ3
Δ4
Δ5
Δ6
Δ7
Δ8
1
0
0
0
0
0
0
0
0
2
0171
1162
1186
1187
1166
1197
1114
1132
3
0126
0187
0196
0196
1103
1108
0189
0187
4
0114
0177
1117
1112
1102
0195
0155
1107
5
0101
0143
0161
1) 确定参考序列 x0 及比较序列 xi ;
2) 初始化处理 ;
3)
求差序列
Δ i
(
k)
=|
x0 ( k)
-
xi ( k) |
;
4) 求最大和最小差序列值
max maxΔi ( k) 和 min minΔi ( k) ;
i
k
i
k
5) 求关联系数ξi ( k) =γ x0 ( k) , xi ( k)
2004 年第 2 期 勘 察 科 学 技 术 3
软土地基承载力指标灰色关联分析
肖武权 冷伍明
(中南大学土木建筑学院 长沙市 410075)
提要 该文运用灰色关联分析方法探讨了影响软土地基承载力大小的各种因素 。结果表明 :轻型动力触探击 数 ( N10 ) 对承载力大小变化最为敏感 ,施工过程中用于检测软土地基承载力既简便又较准确 。其次为软土的 天然密度 (ρ) 、压缩模量 ( Es) 、粘聚力 ( c ) 和塑性指数 ( Ip ) ,在室内试验中可优先利用这些参数来确定承载力 大小 。而天然含水量 ( w) 、孔隙比 ( e) 和液性指数 ( IL ) 相对较不敏感 。 关键词 承载力指标 灰色关联分析 软土地基
01980
01672
8
01838
01838
01696
01711
01537
01916
01952
01749
9
01934
01876
01860
01883
01970
01925
01738
01779