高速公路路基沉降計(jì)算方法

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1、第27卷第4期湖南交通科技Vol.27No.42001年12月HUNANCOMMUNICATIONSCIENCEANDTECHNOLOGYDec.2001文章編號(hào):10082844X(2001)0420004202X高速公路路基沉降計(jì)算方法112吳大志,李夕兵,王桂堯(11中南大學(xué)資源環(huán)境與建筑工程學(xué)院,湖南長(zhǎng)沙410083;21長(zhǎng)沙交通學(xué)院河海系,湖南長(zhǎng)沙410076)摘要:介紹了用于路基沉降計(jì)算的常用方法和一些新方法,并對(duì)它們的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了剖析,同時(shí)對(duì)各種方法的計(jì)算結(jié)果與實(shí)際情況作了比較,為準(zhǔn)確計(jì)算路基的沉降量提供了方法上的參考。關(guān)鍵詞:高速公路;路基沉降;計(jì)算方法中圖

2、分類號(hào):U41611文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B高速公路對(duì)地基要求甚高,為了實(shí)現(xiàn)其“安全、舒縮層深度的選擇,這可以從位移場(chǎng)角度和應(yīng)力場(chǎng)角度適、高速”的服務(wù)目的,在使用年限內(nèi)不應(yīng)出現(xiàn)較大加以考慮,具體可參見參考文獻(xiàn)[3]。[4]的工后沉降,同時(shí)還應(yīng)避免不均勻沉降的發(fā)生。估算施11112按應(yīng)力路徑計(jì)算沉降工期的沉降量,還可以估計(jì)因沉降而增加的土方數(shù)量,直接用有效應(yīng)力路徑法來計(jì)算沉降的步驟是:①另外,計(jì)算建成后的沉降量還可以作為路堤頂面設(shè)計(jì)在現(xiàn)場(chǎng)荷載下估計(jì)路基中某些有代表性(例如土層的[1]加寬的依據(jù),以保證后期仍有足夠的路肩寬度。隨著中點(diǎn))土體單元的有效應(yīng)力路徑;②在試驗(yàn)室做這些我國(guó)“五縱七

3、橫”高速公路網(wǎng)的全面展開,高填方路堤土體單元的室內(nèi)試驗(yàn),復(fù)制現(xiàn)場(chǎng)有效應(yīng)力路徑,并量取和軟土路基也越來越多,如何準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)它們的沉降試驗(yàn)各階段的垂直應(yīng)變;③將各階段的垂直應(yīng)變乘上量將會(huì)是高速公路建設(shè)中的一個(gè)重要課題。目前用于土層厚度,即得初始及最后沉降。計(jì)算沉降的方法很多,本文擬在對(duì)傳統(tǒng)的計(jì)算方法作有效應(yīng)力路徑法可以克服估計(jì)初始超孔隙壓力以一總結(jié)的同時(shí),側(cè)重于對(duì)新的計(jì)算方法作一介紹。及固結(jié)沉降的街接上存在不夠合理的地方這個(gè)缺點(diǎn),但它無法避免用彈性理論來計(jì)算土體中的應(yīng)力增量。1計(jì)算方法11113砂性土路基的沉降計(jì)算111傳統(tǒng)的計(jì)算方法將沉降分為三個(gè)部分對(duì)于粘性土路基是合適的,經(jīng)

4、典的沉降計(jì)算方法將沉降分為瞬時(shí)沉降、固結(jié)但對(duì)于砂性土路基,由于一般砂土滲水性強(qiáng),固結(jié)完成沉降和次固結(jié)沉降三部分。瞬時(shí)沉降包括兩部分:①快,瞬時(shí)沉降和固結(jié)沉降已分不開來,同時(shí),由于砂土由地基的彈性變形產(chǎn)生的;②由地基塑性區(qū)的開展,繼路基彈性模量隨著深度增加,應(yīng)用彈性理論求砂土的而擴(kuò)大所產(chǎn)生的側(cè)向剪切位移引起的。對(duì)于固結(jié)沉降瞬時(shí)沉降也不正確。對(duì)于砂土路基的沉降計(jì)算,薛邁脫[2]的計(jì)算,主要采用分層總和法。次固結(jié)沉降常采用分曼于1970年提出的一種經(jīng)驗(yàn)方法,該方法需要估計(jì)層總和法根據(jù)里蠕變?cè)囼?yàn)確定參數(shù)求解。最終沉降量不同深度的E,因?yàn)樯靶酝寥≡瓲钔翗雍芾щy,建議采的計(jì)算通常采用固

5、結(jié)沉降值乘以經(jīng)驗(yàn)系數(shù)的方法。用靜力觸探,對(duì)于未受到上覆土重預(yù)壓的砂性土,可按11111分層總和法E=2ps計(jì)算,對(duì)于預(yù)壓過的砂性土,該式所估計(jì)的彈分層總和法是先求出路基土的豎向應(yīng)力,然后用性模量值可能偏小。室內(nèi)壓縮曲線或相應(yīng)的壓縮性指標(biāo),壓縮系數(shù)或壓縮112從現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)資料推算總沉降模量分層求算變形量再總和起來的方法,這種方法沒由于荷載作用下路基沉降需要一段時(shí)間才能完有考慮路基土的前期應(yīng)力。e2lgp曲線法可以克服這個(gè)成,所以通過前期的沉降觀測(cè)資料可以推算路基的最不足,能夠求出正常固結(jié)、超固結(jié)和欠固結(jié)情況下路基終沉降量。土的沉降。但這兩者都是完全側(cè)限條件下的變形計(jì)算11211

6、固結(jié)度對(duì)數(shù)配合法-Bt方法,所以司開普頓和比利提出了利用半經(jīng)驗(yàn)的方法由路基固結(jié)度常用式U=1-Ae及其定義式,[2]來解決這個(gè)問題。關(guān)于分層總和法的介紹比較多,這在實(shí)測(cè)的初期沉降2時(shí)間曲線上任意取3點(diǎn)且使它們里不再贅述。使用該方法有一點(diǎn)必須引起重視,就是壓之間的時(shí)間間隔相等,可得最終沉降量。為了使推算結(jié)X收稿日期:20012092234期吳大志等:高速公路路基沉降計(jì)算方法5果精確一些,時(shí)間間隔值盡可能取大一些,這樣對(duì)應(yīng)的素具有多個(gè)層次時(shí)可先按最低層次的各個(gè)因素進(jìn)行綜沉降差值就要大一些。合評(píng)判,一層一層依次向上評(píng),一直評(píng)判到最高層次,11212雙曲線配合法得出總的評(píng)判結(jié)果。其

7、主要步驟及過程是先建立因素該法認(rèn)為時(shí)間沉降量為一雙曲線,可由此確定路集、備擇集、權(quán)重集,再根據(jù)等級(jí)評(píng)價(jià)矩陣來模糊綜合基的沉降量。但用該公式的計(jì)算結(jié)果與實(shí)測(cè)比較后發(fā)評(píng)判確定沉降量。[5]現(xiàn)偏離較大,推算的最終沉降量也偏大,如果沉降過由于路基沉降是一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng),考慮因素很多,其程的觀測(cè)歷時(shí)較長(zhǎng),而且在求算最終沉降量時(shí)著重于權(quán)數(shù)主要靠人的主觀判斷,當(dāng)因素很多時(shí)很難判斷準(zhǔn)后一階段的沉降曲線的話,就可得到較好的結(jié)果。確,故進(jìn)行綜合評(píng)判時(shí)有一定誤差。針對(duì)具體地區(qū)不同[6]n采用修正雙曲線法:St=Sa+(t-ta)?[A+地質(zhì)