高铁路基后期沉降预测方法的运用研究

孙利朋

摘要：高铁作为我国现代化铁路运输体的核心构成，在提升铁路运输速度、舒适度，降低运营压力等方面发挥着关键性的作用。高铁特殊的技术工艺与结构组成与传统列车有着一定的差异，使得其在运行的过程中，对于路基的稳定性以及安全性有着更为严格的要求。文章以高铁路基后期沉降作为主要研究对象，以现阶段主要的预测技术为基本矿建，构建起高效的后期沉降預测体系，以保证高铁的安全稳定运行，避免安全事故的发生机率。

关键词：高铁路基；后期沉降；预测方法；运用

1 高铁路基后期沉降预测方法运用所遵循的原则

高速铁路路基后期沉降预测方法工作的开展不仅需要各项技术的支持，还需要工作人员立足于后期沉降预测方法工作开展的实际，以科学性原则与实用性原则为引导，从宏观层面提升自身的思想认知程度，明确后期沉降预测方法的基本需求，进而全面提升高速铁路路基后期沉降预测方法的效率。

1）后期沉降预测方法在高速铁路路基工作中的应用必须要遵循科学性的原则。

2）后期沉降预测方法在高速铁路路基中的应用必须要遵循实用性的原则。由于高速铁路路基类型内容多样，信息数据繁多。

2 双曲线法与星野法在高铁路基后期沉降预测中的应用

2.1 双曲线法在高铁路基后期沉降预测中的应用

双曲线法将沉降路基沉降平均速度与双曲线递减规律进行结合，这种预测方法计算出的沉降结果往往要高于高速铁路实际沉降量，因此对于实际施工而言有着较高的安全性。在高铁建设某施工的段，施工技术人员采取双曲线法对施工区域内4处断面进行双曲线预测，其预测结果以折线图的形式进行展现，如图：

虽然双曲线预测在预测周期以及准确度方面存在着一定的局限，但是其操作简单，对硬件设备的依赖较小，能够满足恶劣环境下高铁路基后期沉降预测工作的基本需求，确保路基施工建设活动的有序开展。

2.2 星野法在高铁路基后期沉降预测中的应用

星野法以太沙基固结理论作为基本框架，其在沉降预测的过程中，将固结度与时间之间的关系作为主要对象，得出高速铁路路基固结度与时间的平方根成正比例关系，沉降量与施工建设时间的平方根也呈现出正比例关系。

3 Natton预测模型在高铁路基后期沉降预测中的应用

Natton预测模型在实际应用的过程中，能够对高铁路基后期沉降过程中路基沉降量与时间的关系进行说明，并通过对二者关系的全面分析，实现后期沉降的准确预测。在科学性原则与实用性原则的指导下，对预测环节进行必要的优化，减少冗余数据对于整体预测活动的影响，建立起St=（AB）eaebt+C的数学模型，在这一模型中t表示时间，St则表示一定时间跨度范围内的高铁路基后期沉降量，其中A、B、C、a、b为参数，其数值大小待定，A、B、C三证表现出一定的数量关系，即A>B，C>0。从Natton预测模型不难看出，当t增大时，St也呈现出递增的态势，但是当时间t无穷大时，St则无限趋近于AB+C，这种数学特性，能够帮助技术人员对高铁路基后期沉降的整体过程以及时间与沉降量之间的关系进行科学的梳理。

在实际应用的过程中，由于Natton预测模型中含有5个未知参数，在进行沉降量预测的过程中，可以采用高斯牛顿迭代算法对各个参数进行最优测算，借助于这种运作方式，Natton预测模型能够满足不同环境状态下，高速铁路路基后期沉降预测工作的客观需求，全面提升现阶段路基沉降预测工作的准确性。沪昆高速铁路作为我国东西向里程最长，辐射范围最广的高速铁路，其在设计规划的过程中，为了确保高铁路基能够适应不同地理环境下的工作需求，避免沉降情况的出现，在部分施工重点区域采取Natton预测模型，建立2379个沉降观测点，进行6到30个月不同时间周期的贯彻，通过对现场观测量的汇总分析以及与Natton预测模型预测结果的横向对比，根据不同的地质条件以及路基沉降的需求，采取换填、高压旋喷桩以及打入桩等多种类型的路基建设模式，减少高铁路基后期沉降量，提升整体路基运行的流畅度。

4 结语

高铁路基后期沉降预测工作的顺利开展，需要工作人员从过往预测技术以及工作经验出发，在科学性原则与实用性原则的指导下，通过对沉降信息的收集与分析，对预测模型进行合理化构建，实现后期沉降的准确预测。文章将双曲线法、星野法以及Natton预测模型作为研究核心，从多个角度出发，促进其与高铁路基后期路基沉降预测工作的结合，提升预测能力，保证高特安全平稳运行。

参考文献：

[1]刘军，孙江浩，甄龙，张健.组合模型在高铁软土路基沉降预测中的应用[J].地理空间信息，2016，14（8）：9395.

[2]马石城，胡军霞，马一跃.高铁路基后溪沉降预测方法的运用分析[J].湘潭大学自然学报，2014，36（1）：3844.