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软土在我国分布广泛,在沿海和河流的中下游及湖泊附近均为软土覆盖层深厚地区。由于软土地基的压缩性高,渗透性低,固结变形持续时间长,所以软土地基的沉降量及其沉降速率的预估就成了工程设计中的重要问题。特别是土体勘测密度不够充足,土体的多个参数的选择对计算结果的影响比较明显,如何确定实际工程中的多个参数对土体结果的影响,实现动态施工指导,对设计进行校核已逐步受到岩土工程界的重视。 本文首先根据BIOT固结理论与有限元原理,采用Duncan-chang双曲线本构模型用FORTRAN语言编制了平面应变条件下地基土体BOlT固结的非线性有限元程序ZBF,该程序考虑了土体应力迁移对位移计算带来的影响,可以计算路堤软基在各个时刻的水平位移,垂直位移和孔隙压力,并能模拟各种施工加载情况,便于考虑施工分级加载对沉降的影响。 本文从动态设计和信息施工的角度出发,建立了将现场监控量测信息用于确定软土地基土体参数位移反演方法。以深圳市宝安区宝安大道南段为研究背景,以K6+475监测断面为研究对象,将遗传算法应用于软土地基的位移反分析,把反演后的参数值代入计算模型再推求下一步的土体变形趋势,为软土工程预测预报提供理论依据以指导动态设计与施工。 遗传算法是一种启发式概率迭代全局搜索算法。按不依赖于问题本身的方式快速搜索未知的空间以找到全局最优点,它简单通用、鲁棒性强、适应性好,适合于较大规模的并行计算,可隐性考虑各参数因子之间的耦合作用。本文建立了基于遗传算法的软土地基多土层的多参数优化反演分析模型,结合BOIT固结非线性有限元,利用FORTRAN语言编制了ZGE反演程序。对Duncan-Chang模型的部分参数进行了反演分析,根据反演的土体参数值,再利用ZBF,预测了下阶段的土体变形发展情况,实例中理论计算值与实测值的相对误差控制在5%以内,同时预测的结果符合工程发展规律。通过工程实例分析,很好地说明了遗传算法适用于软土地基多土层的土体参数优化耦合反演分析,其反演结果可用于位移预测。