高速铁路路基沉降预测方法适用性分析及程序设计开题报告

1. 研究目的与意义

高速铁路作为现代化铁路的重要发展成果，对人们日常生活的出行具有很大的帮助。我国目前已建成世界上最现代化的铁路网和最发达的高铁网，高速铁路路程达3.5万公里，高居世界第一。在高速铁路的建设中，由于高速铁路的无砟轨道需要很高的平顺性，而轨道的平顺性直接受到路基工后沉降的影响，因此对高速铁路路基的沉降要严格把控。路基是承受轨道和列车荷载的基础，具有一定的柔性，同时也是整个工程中最薄弱和不稳定的部分。只有当路基的稳定性达到符合的标准以后才可进行轨道铺设的工作。所以，合理有效地分析和预测最终沉降量是路基工程的一个重要的课题。

高速铁路路基的沉降分析，工程上通常的做法是对结构物施工阶段长期的沉降变形观测数据进行曲线拟合、分析其沉降趋势，然后通过分析曲线拟合得到的预测工后沉降值来进行判定。常用的沉降预测方法有三点法，双曲线法，asaoka法，拓展双曲线法，指数曲线法，gm（1，1）模型等。这些方法虽都能对路基沉降进行数量上的预测，但不同方法有各自适用的条件，在相同条件下，不同的方法所预测的沉降值精度会有差异。因此有必要对这些方法的适用性进行分析对比，得出最可靠的沉降预测方法。

研究高速铁路沉降变形预测与评估方法，建立一个科学的沉降变形预测分析评估系统，进而对路基、桥涵、隧道和过渡段等地段在无砟轨道铺设前的沉降变形观测数据进行分析，推断基础工程是否满足铺设无砟轨道的条件，对于保证高速铁路无砟轨道铺设质量具有重要意义。

2. 研究内容和预期目标

本课题主要研究高速铁路路基沉降变形预测的常用算法。以高速铁路路基沉降变形监测数据序列为对象，对监测数据序列进行双曲线法和 asaoka 法预测与分析，并基于 visual studio 2010 以上版本，利用 c#语言进行开发。设计观测序列输入数据格式，实现双曲线法和asaoka法的预测计算，生成高速铁路路基沉降变形监测序列的曲线图以及观测报表。针对双曲线法初始观测数据的干扰问题，对算法进行一定程度的优化改进，降低数据干扰对双曲线法建模计算的影响。 最后利用实测数据对模型计算成果的正确性进行验证。

围绕上述研究目标，需对下述几个方面进行学习研究：

（1）学习高速铁路路基沉降监测的一般方法；

3. 研究的方法与步骤

本课题在对双曲线法和asaoka法进行理论学习后，主要基于microsoft visual studio 2010以上版本的平台，利用c#语言对上述方法进行程序编写，分析判断各方法的实际应用效果。

具体步骤：

（1）了解高速铁路路基沉降监测的一般方法以及沉降变形建模与预测分析的一般方法；

4. 参考文献

[1]曹雾, 徐卫平, 赵松琴. 新的高速铁路路基沉降预测方法探讨[j]. 山西建筑, 2014, 40(28): 158-160.

[2]贠慧星, 冉雲. 武广高速铁路路基沉降变形特征研究[j]. 中国城市经济, 2011 (12x): 242-243.

[3]王小刚, 陈善雄, 余飞, 等. 拓展双曲线法在铁路客运专线路基沉降预测中的应用[j]. 铁道标准设计, 2010, 2: 39-42.

5. 计划与进度安排

1、第 01 周～第 02 周，设计的研究现状分析，毕业设计相关规定、规范和要求学习。

该阶段与毕业实习同时进行。

2、第 03 周，汇报前期调研学习的成果，精读主要相关的参考文献，认真书写开题报告，并即时与导师沟通。