【大数据与算法在地基处理中的应用】
大数据与算法在现代工程建设中扮演着越来越重要的角色,尤其是在地基处理和模拟分析领域。本研究以攀钢钢渣作为大体积地基回填料为例,运用大数据技术和算法对钢渣地基的温度分布及位移变化进行了深入的数值模拟,以期解决因温度升高导致的膨胀问题,防止对上部建筑物造成损害。
研究者对国内外钢渣的研究现状进行了概括,包括攀钢钢渣作为地基回填料的利用情况,以及钢渣工程的发展和数值模拟技术的进步。大数据在此过程中起到了收集、整理和分析大量历史数据的作用,帮助理解钢渣地基的特性和可能的行为模式。
通过对渣场的地质勘探和温度测量,研究者建立了温度传递模型,以补充和预测钢渣地基在水平和垂直方向的温度分布。这是通过应用大数据处理技术,对收集到的现场温度数据进行分析,构建适合的数学模型,以得到精确的初始条件。
接下来,采用有限单元法(Finite Element Method, FEM)这一强大的数值模拟算法,模拟了高温生产线对钢渣地基的加热作用。通过施加不同的恒温热源,研究了不同加热时间和热源强度对温度场的影响。这种模拟方法能够揭示温度分布的变化规律,为后续的位移计算提供依据。
在位移场的计算中,研究者将不同年份的温度分布作为温度荷载,计算出地基随时间的位移变化,重点关注各钻孔表面的位移值,因为这些参数直接反映了地基表面的位移,进而影响上部建筑的稳定性。位移场的分析结果显示,不同区域的地基对热源的响应存在显著差异,尤其是在渣层厚度不均的地方,不均匀沉降问题尤为突出。
基于这些模拟结果,研究者提出了减少不均匀沉降的建议,如在热源区域加强散热和隔热措施,减少热量向深层地基的传递,尤其在渣层较薄的区域。同时,考虑到岩层较厚区域可能出现的不均匀沉降,设计时应充分考虑这些因素,以减轻对上部结构的影响。
大数据和算法在攀钢钢渣地基的研究中发挥了关键作用,通过数值模拟技术,不仅能够预测和控制地基的温度变化,还能为工程设计提供科学依据,有效预防和减轻地基膨胀对建筑物的潜在危害。这种方法的应用对于推动绿色建筑材料的利用,尤其是工业废弃物如钢渣的资源化,具有重要意义,同时也为类似工程提供了可借鉴的理论基础和实践经验。