文档介绍：沈阳建筑大学
硕士学位论文
辽沈地区静压管桩单桩竖向承载特性分析方法研究
姓名:杨军
申请学位级别:硕士
专业:岩土工程
指导教师:赵俭斌
2011-03
硕士研究生学位论文摘要

摘要
静压管桩单桩竖向承载力的大小受到来自桩身,桩周土体以及施工条件等因素的综
合作用和影响,这些因素相互之间又存在一定的联系,对于这样一个复杂度较高的具有
随机不确定性和模糊非线性的桩土系统,很难用传统分析方法对这些影响因素进行关联
程度分析,量化表示出某一地质条件下各参数对单桩竖向极限承载力的贡献程度,同时
单桩竖向承载力的经验估算方法也难以保证其计算结果的准确性。对此,本文采用若干
数据分析方法,以解决具有随机不确定性,模糊非线性和小样本多因素等特征的单桩竖
向承载性能的影响因素评价和单桩竖向极限承载力的预测问题。主要采用灰色关联度理
论和偏最小二乘回归辅助分析技术对影响辽沈地区静压管桩竖向承载力的相关因素进
行了关联程度分析与评价,建立了估算单桩竖向极限承载力的偏最小二乘回归公式和基
于主成分分析的优化神经网络预测模型,并探讨了利用细胞自动机技术对静压管桩在竖
向荷载作用下的受荷变形机理进行模拟和预测的思路与途径。
本文在进行单桩竖向极限承载力影响因素关联程度分析过程中,选取了辽沈地区典
型地质条件下的若干静压管桩工程资料进行实例分析与验证,搜集并整理了来自现场勘
察、桩基施工以及单桩竖向静载荷试验的相关数据,为了能够尽可能多地包含重要信息,
降低次要信息对回归模型的干扰,在偏最小二乘回归方程建模过程中采用变量投影重要
性分析方法根据影响程度排序结果对自变量进行筛选,在共轭梯度法优化神经网络建模
过程中采用主成分分析对网络的原始输入参数进行预处理,得到具有理想精度的适用于
辽沈地区典型地质条件下静压管桩单桩竖向极限承载力预测的分析模型。通过本文所用
分析方法的计算结果与现场试验实测结果的对比发现,单桩竖向极限承载力预测值与试
验值基本吻合,表明本文采用的数据分析方法用于辽沈地区静压管桩基础的单桩竖向承
载特性分析是可行的,单桩竖向极限承载力的估算结果能够满足实际工程的要求,且本
文所提出的利用细胞自动机技术建立静压管桩单桩承载特性分析的数值模型的思路与
方法,为静压管桩单桩竖向承载特性的理论分析开辟了一条新的途径,同时也为岩土工
程其它相关问题的分析求解提供借鉴和参考。

关键词:静压管桩;单桩承载特性;影响因素分析;单桩极限承载力预测;灰色关联
度分析;偏最小二乘回归;人工神经网络;细胞自动机
硕士研究生学位论文 Abstract
Abstract
The vertical bearing capacity of statically-pressured pipe pile is influenced by many
factors, such as parameters of pile body, properties of soil layers around pile and construction
conditions of site, which have mutual relationship with each other to a certain degree. For this
pile-soil system with a plex stochastic uncertainty and fuzzy nonlinear, it is
difficult to evaluate these influencing factors with traditional methods or ascertain the
contribution degree of every parameter to bearing capacity in certain geological condition.
Thus, this paper introduces some data analyzing methods to solve these types of problems,
which is suitable for the solution of stochastic uncertainty, fuzzy nonlinear and multi-factors
with fewer samples. Grey correlation theory and partial least squares (PLS) regression are