一种多层软土地基沉降预测方法技术

本发明专利技术提供一种多层软土地基沉降预测方法，涉及沉降预测领域，包括：通过布设多源监测装置获取软土参数，反演生成包含粒径分布、孔隙比、压缩模量梯度及有效应力的多维特征向量，划分结构片元构建特征集合；计算片元间欧氏距离并聚类生成结构相似区，基于结构信息熵变化率动态调整合并判定阈值以构建动态结构图谱；识别新增或裂解相似区，生成结构突变强度指标，当超过阈值时依据熵变、孔压梯度及变形速率构建跳跃预测模型输出非连续沉降增量；将实测沉降与预测值差值生成误差场，按相似区加权平均后修正结构信息熵及合并阈值，实现结构图谱自适应修正并迭代优化预测。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及沉降预测领域，具体为一种多层软土地基沉降预测方法。

技术介绍

1、软土地基在基础工程建设中具有广泛应用，其沉降特性直接影响结构物的稳定性与安全性；随着城市化进程的加快，地下空间开发频率不断上升，软土地基沉降预测问题在地基处理与工程设计领域愈加受到重视，亟须建立精细化、智能化的沉降演化分析模型；针对软土多层结构中复杂的时空变形过程，传统方法难以全面反映其非线性响应特征。

2、现有技术中，通常采用现场监测与数值模拟相结合的方法对沉降趋势进行预测；例如通过设置位移计与孔压计获取沉降与孔压数据，再结合地质参数建立数值模型进行逐步演算；该类方法依赖初始参数精度，运算过程常采用固定本构关系，缺乏实时性与区域结构识别能力；对于地基中存在的不均匀沉降及微结构变化响应较弱，难以准确捕捉突发沉降行为。

3、现有技术虽可满足部分场景下的预测需求，但在面对结构演化与扰动耦合作用下的复杂土体响应时存在明显局限；主要问题体现在对区域内部状态变化的认知依赖静态假设，缺乏动态结构演化的抽象能力，模型在处理异常响应时的敏感性和鲁棒性不足，易导致预测滞后本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种多层软土地基沉降预测方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种多层软土地基沉降预测方法，其特征在于：所述S1包括：将所述孔隙水压力传感器、剪切波速监测装置和微观结构图像采集装置布设于目标区域内以获取孔隙水压力、剪切波速与微观结构图像数据，所述剪切波速用于反演压缩模量并结合孔隙水压力确定有效应力状态，所述结构图像通过图像分析得到片元粒径分布与孔隙比参数；将反演生成的粒径分布、孔隙比、压缩模量梯度和有效应力转换为三维特征场后，以空间规则体素划分生成多个结构片元单元，并为每个所述结构片元绑定唯一编号与对应特征向量，构建结构片元特征集合；所述空间规则体素是...

【技术特征摘要】

1.一种多层软土地基沉降预测方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种多层软土地基沉降预测方法，其特征在于：所述s1包括：将所述孔隙水压力传感器、剪切波速监测装置和微观结构图像采集装置布设于目标区域内以获取孔隙水压力、剪切波速与微观结构图像数据，所述剪切波速用于反演压缩模量并结合孔隙水压力确定有效应力状态，所述结构图像通过图像分析得到片元粒径分布与孔隙比参数；将反演生成的粒径分布、孔隙比、压缩模量梯度和有效应力转换为三维特征场后，以空间规则体素划分生成多个结构片元单元，并为每个所述结构片元绑定唯一编号与对应特征向量，构建结构片元特征集合；所述空间规则体素是指在三维空间中按照一定规则排列分布的体素，是对三维空间的一种离散化表示方式，具体是三维空间按固定尺寸的立方体网格单元划分为多个结构片元。

3.根据权利要求2所述的一种多层软土地基沉降预测方法，其特征在于：所述s2包括：对所述结构片元特征集合应用初始相似性聚类方法构建结构相似区集合，并对每个所述相似区计算结构信息熵以衡量内部片元结构差异度；

4.根据权利要求3所述的一种多层软土地基沉降预测方法，其特征在于：所述s2还包括：在所述自适应判定阈值函数中，在每一时间步中，当所述结构信息熵变化率高于预设阈值时，保持所述合并判定阈值为初始基准值；当所述结构信息熵变化率低于该预设阈值时，按随机扰动机制调整所述合并判定阈值幅度；基于前一时间步的跳跃预测结果，生成偏移补偿因子，当预测结果为正偏差时减小阈值扰动幅度，为负偏差时增大阈值扰动幅度；将所述偏移补偿因子与所述自适应判定阈值函数及随机扰动机制联动实现阈值的非线性控制，在控制周期内逐步调整图谱演化敏感性，使系统能够在不同稳定性阶段均保持对潜在结构突变的响应能力。

5.根据权利要求4所述的一种多层软土地基沉降预测方法，其特征在于：所述s3包括：获取连续两个时间步的结构图谱，计算相邻时间步内对比连续两个时间步的所述结构图谱，识别新增或裂解的结构...

【专利技术属性】
技术研发人员：李亚琦，张福英，郑艳玲，赵媛媛，王文娟，杨青莎，张高中，赵世贤，田川，刘桢杰，
申请(专利权)人：中公交通监理咨询河南有限公司，
类型：发明
国别省市：