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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文章编号:10082844X(2001)0420004202X高速公路路基沉降计算方法112吴大志,李夕兵,王桂尧(11中南大学资源环境与建筑工程学院,湖南长沙410083;21长沙交通学院河海系,湖南长沙410076)摘要:介绍了用于路基沉降计算的常用方法和一些新方法,并对它们的优缺点进行了剖析,同时对各种方法的计算结果与实际情况作了比较,为准确计算路基的沉降量提供了方法上的参考。关键词:高速公路;路基沉降;计算方法中图
2、分类号:U41611文献标识码:B高速公路对地基要求甚高,为了实现其“安全、舒缩层深度的选择,这可以从位移场角度和应力场角度适、高速”的服务目的,在使用年限内不应出现较大加以考虑,具体可参见参考文献[3]。[4]的工后沉降,同时还应避免不均匀沉降的发生。估算施11112按应力路径计算沉降工期的沉降量,还可以估计因沉降而增加的土方数量,直接用有效应力路径法来计算沉降的步骤是:①另外,计算建成后的沉降量还可以作为路堤顶面设计在现场荷载下估计路基中某些有代表性(例如土层的[1]加宽的依据,以保证后期仍有足够的路肩宽度。随着中点)土体单元的有效应力路径;②在试验室做这些我国“五纵七
3、横”高速公路网的全面展开,高填方路堤土体单元的室内试验,复制现场有效应力路径,并量取和软土路基也越来越多,如何准确地预测它们的沉降试验各阶段的垂直应变;③将各阶段的垂直应变乘上量将会是高速公路建设中的一个重要课题。目前用于土层厚度,即得初始及最后沉降。计算沉降的方法很多,本文拟在对传统的计算方法作有效应力路径法可以克服估计初始超孔隙压力以一总结的同时,侧重于对新的计算方法作一介绍。及固结沉降的街接上存在不够合理的地方这个缺点,但它无法避免用弹性理论来计算土体中的应力增量。1计算方法11113砂性土路基的沉降计算111传统的计算方法将沉降分为三个部分对于粘性土路基是合适的,经
4、典的沉降计算方法将沉降分为瞬时沉降、固结但对于砂性土路基,由于一般砂土渗水性强,固结完成沉降和次固结沉降三部分。瞬时沉降包括两部分:①快,瞬时沉降和固结沉降已分不开来,同时,由于砂土由地基的弹性变形产生的;②由地基塑性区的开展,继路基弹性模量随着深度增加,应用弹性理论求砂土的而扩大所产生的侧向剪切位移引起的。对于固结沉降瞬时沉降也不正确。对于砂土路基的沉降计算,薛迈脱[2]的计算,主要采用分层总和法。次固结沉降常采用分曼于1970年提出的一种经验方法,该方法需要估计层总和法根据里蠕变试验确定参数求解。最终沉降量不同深度的E,因为砂性土取原状土样很困难,建议采的计算通常采用固
5、结沉降值乘以经验系数的方法。用静力触探,对于未受到上覆土重预压的砂性土,可按11111分层总和法E=2ps计算,对于预压过的砂性土,该式所估计的弹分层总和法是先求出路基土的竖向应力,然后用性模量值可能偏小。室内压缩曲线或相应的压缩性指标,压缩系数或压缩112从现场实测资料推算总沉降模量分层求算变形量再总和起来的方法,这种方法没由于荷载作用下路基沉降需要一段时间才能完有考虑路基土的前期应力。e2lgp曲线法可以克服这个成,所以通过前期的沉降观测资料可以推算路基的最不足,能够求出正常固结、超固结和欠固结情况下路基终沉降量。土的沉降。但这两者都是完全侧限条件下的变形计算11211
6、固结度对数配合法-Bt方法,所以司开普顿和比利提出了利用半经验的方法由路基固结度常用式U=1-Ae及其定义式,[2]来解决这个问题。关于分层总和法的介绍比较多,这在实测的初期沉降2时间曲线上任意取3点且使它们里不再赘述。使用该方法有一点必须引起重视,就是压之间的时间间隔相等,可得最终沉降量。为了使推算结X收稿日期:20012092234期吴大志等:高速公路路基沉降计算方法5果精确一些,时间间隔值尽可能取大一些,这样对应的素具有多个层次时可先按最低层次的各个因素进行综沉降差值就要大一些。合评判,一层一层依次向上评,一直评判到最高层次,11212双曲线配合法得出总的评判结果。其
7、主要步骤及过程是先建立因素该法认为时间沉降量为一双曲线,可由此确定路集、备择集、权重集,再根据等级评价矩阵来模糊综合基的沉降量。但用该公式的计算结果与实测比较后发评判确定沉降量。[5]现偏离较大,推算的最终沉降量也偏大,如果沉降过由于路基沉降是一个复杂系统,考虑因素很多,其程的观测历时较长,而且在求算最终沉降量时着重于权数主要靠人的主观判断,当因素很多时很难判断准后一阶段的沉降曲线的话,就可得到较好的结果。确,故进行综合评判时有一定误差。针对具体地区不同[6]n采用修正双曲线法:St=Sa+(t-ta)ö[A+地质
