高速铁路路基沉降变形预测算法研究与实现开题报告

1. 研究目的与意义

高速铁路是现代化铁路的重要标志，集中体现了当代高新技术的发展成身路的发展方向。在中国，铁路承担着绝大部分关系国计民生的运输任务，和人民生活水平的日益提高，民众对运输的需求质量也不断提高，铁路发经济进一步发展的“瓶颈”。提高铁路行车速度，建设高速铁路，以适应满足人民对快速出行的需求势在必行。

高速铁路的生命力体现在其高速度、高密度、高舒适性和高安全性方面，而要实现快速、舒适和安全，则需要平顺且稳定的线路，这就要求严格控制线下结构的沉降变形。研究高速铁路沉降变形观测与评估方法，建立一个科学的沉降变形观测分析评估系统，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。

高速铁路对路基、桥涵、隧道等线下工程的工后沉降要求十分严格，而现有的沉降设计受到多种因素的影响，计算精度不足以控制无砟轨道工后沉降。因此，工后沉降的控制成以工期间系统的沉降观测与综合分析评估为主。通过对沉降观测数据系统综合分析评估，检验或调整设计措施，使路基、桥涵、隧道工程达到规定的变形控制要求，分析推算出最终沉降量工后沉降，合理确定无砟轨道开始铺设时间，确保高速铁路无砟轨道结构铺设质量。

2. 研究内容和预期目标

高速铁路路基的沉降评估，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。本课题主要研究和实现高速铁路路基沉降变形预测的常用算法，形成完整的高速铁路路基沉降数据监测、分析与预测评估的技术流程。

3. 研究的方法与步骤

本篇论文研究的是基于matlab或c#高速铁路路基沉降变形预测算法，并对高速铁路地基变形监测数据进行分析预测：

（1）了解变形监测数据分析与预测的基本原理和方法，明确高速铁路地基变形观测典型精度，熟悉变形预测的方法；

（2）了解各种路基沉降预测算法的基本原理，重点介绍双曲线法、、三点法、和asoaka法三种方法的理论方法和计算流程，绘制相应的程序流程图。基于c#.net或matlab实现基本的计算流程，调试程序，确保计算结果的正确性。

4. 参考文献

[1] 虞先溢. 高速铁路路基沉降变形分析方法与评估实践[D]. 成都: 西南交通大学, 2011.[2] 刘文忠, 戴华阳, 王强, 等. 高速铁路路基沉降预测编程实现及实例分析[J]. 测绘通报, 2013 (4): 62-64.[3] 王明慧, 王作钰, 高玉明, 等. 基于改进型灰色理论模型的山区高速铁路路基沉降变形分析[J]. 铁道标准设计, 2017, 12: 003.[4] 张鹏翔. 京沪高速铁路路基沉降变形观测与分析[J]. 山西建筑, 2010 (26): 279-280.[5] 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.[6] 王星运. 铁路客运专线路基沉降预测方法研究[D]. 武汉: 中国科学院研究生院, 2009.[7] 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.[8] 周兴华,管宏业,黄长军.双曲线模型在高速铁路路基沉降预测中的应用研究[J]. 浙江水利科技,2014(4):73-75.[9] 沈长江,朱良,徐锋,杨晓明.三点法在高铁桥梁沉降变形预测中的改进[J]. 城市勘测,2014 (4): 152-155.[10] 罗存喜.Asaoka法在高速铁路沉降分析中的应用[J]. 土工基础.2013(2): 79-82.[11] 张届,游振兴,阮汝伟,徐猛.高速铁路桥梁沉降预测模型的对比分析[J].测绘地理信息，2013(1): 52-54.[12]陈善熊,宋剑,周全能,李明领.高速铁路沉降变形观测评估理论与实践[M].北京：中国铁道出版社，2010.

5. 计划与进度安排

1、第01周～第03周，论文主题研究现状分析，毕业论文相关规定、规范和要求学习。

该阶段与毕业实习同时进行。

2、第04周，论文正式开始的第一周，继续完成寒假期间布置的任务。