涵洞地基修建条件的判断方法和系统技术方案

本申请涉及一种涵洞地基修建条件的判断方法和系统，包括以下步骤：获取力学特性参数，力学特性参数包括地基土的材料特性参数和路堤填料的材料特性参数，根据路堤地基模型和力学特性参数分别获取路堤稳定安全系数和涵洞地基的工后沉降值，涵洞地基的工后沉降值为涵洞地基从施工完毕直到沉降稳定内的沉降量，当路堤稳定安全系数在预设范围内，且涵洞地基的工后沉降值不大于预设值时，则判定涵洞地基满足修建条件。采用本方法能够不仅考虑了涵洞地基的上部荷载，还考虑了涵洞地基和路堤的结构和材料，上述涵洞地基修建条件的判断方法下，涵洞地基满足修建条件所需要的承载力和坚固度大大降低，更加符合实际的承载需求，可以降低涵洞地基建造的成本。

Judgement method and system for culvert foundation construction condition

This application relates to a method and system for judging the construction conditions of culvert foundation, which includes the following steps: obtaining the mechanical characteristic parameters, including the material characteristic parameters of foundation soil and the material characteristic parameters of embankment filling, obtaining the embankment stability safety factor and the embankment stability safety factor respectively according to the embankment foundation model and the mechanical characteristic parameters. The post-construction settlement value of culvert foundation and the post-construction settlement value of culvert foundation are the settlement amount of culvert foundation from the completion of construction to settlement stability. When the safety factor of embankment stability is within the preset range and the post-construction settlement value of culvert foundation is not greater than the preset value, it is determined that the culvert foundation meets the construction conditions. This method can consider not only the upper load of culvert foundation, but also the structure and material of culvert foundation and embankment. Under the judgment method of above-mentioned culvert foundation construction condition, the bearing capacity and firmness of culvert foundation satisfying the construction condition are greatly reduced, which is more in line with the actual bearing demand and can be reduced. The cost of culvert foundation construction.

【技术实现步骤摘要】
涵洞地基修建条件的判断方法和系统
本申请涉及土木工程
，特别是涉及一种涵洞地基修建条件的判断方法和涵洞地基修建条件的判断系统。
技术介绍
随着我国高速公路建设的迅猛发展，路堤下涵洞和涵洞地基的修建需求也随之增大。目前，在涵洞的修建时，一般需要考虑涵洞地基的承载力能否满足地基上部的荷载。因此，在传统技术下，为了满足地基上部的荷载，需要要求涵洞地基具有很高的承载力，对于不满足承载力的涵洞地基，需要对涵洞地基进行加固，经常需要进行较大深度范围的地基土换填，或着设置管桩等复合地基，使得涵洞地基建造成本高。
技术实现思路
基于此，有必要针对涵洞地基建造成本高问题，提供一种涵洞地基修建条件的判断方法和系统。一种涵洞地基修建条件的判断方法，包括以下步骤：获取力学特性参数，其中，力学特性参数包括地基土的材料特性参数和路堤填料的材料特性参数；根据路堤地基模型和力学特性参数分别获取路堤稳定安全系数和涵洞地基的工后沉降值，其中，涵洞地基的工后沉降值为涵洞地基从施工完毕直到沉降稳定内的沉降量；当路堤稳定安全系数在预设范围内，且涵洞地基的工后沉降值不大于预设值时，则判定涵洞地基满足修建条件。在一个实施例中，地基土的材料特性参数包括直接快剪测试下的地基土粘聚力和地基土内摩擦角，路堤填料的材料特性参数包括直接快剪测试下的路堤填料粘聚力和路堤填料内摩擦角，预设范围包括直接快剪安全指标；根据路堤地基模型和力学特性参数获取路堤稳定安全系数的步骤，包括以下步骤：根据路堤地基模型、地基土粘聚力、地基土内摩擦角、路堤填料粘聚力和路堤填料内摩擦角，获取路堤稳定安全系数；当路堤稳定安全系数在预设范围内，且涵洞地基的工后沉降值不大于预设值时，则判定涵洞地基满足修建条件的步骤，包括以下步骤：在路堤稳定安全系数不小于直接快剪安全指标，且涵洞地基的工后沉降值不大于预设值时，则判定涵洞地基满足修建条件。在一个实施例中，地基土的材料特性参数还包括固结快剪测试下的地基土固结内摩擦角，预设范围包括固结快剪安全指标；根据路堤地基模型和力学特性参数获取路堤稳定安全系数的步骤，包括以下步骤：根据路堤地基模型、地基土粘聚力、地基土内摩擦角、地基土固结内摩擦角、路堤填料粘聚力和路堤填料内摩擦角，获取路堤稳定安全系数；当路堤稳定安全系数在预设范围内，且涵洞地基的工后沉降值不大于预设值时，则判定涵洞地基满足修建条件的步骤，包括以下步骤：在路堤稳定安全系数不小于固结快剪安全指标，且涵洞地基的工后沉降值不大于预设值时，则判定涵洞地基满足修建条件。在一个实施例中，力学特性参数还包括涵洞地基的沉降系数；根据路堤地基模型和力学特性参数获取涵洞地基的工后沉降值的步骤，包括以下步骤：根据沉降系数、主固结沉降和涵洞地基的固结度获取地基沉降模型，其中，主固结沉降为地基土在荷载作用下产生的超静孔隙水压力逐渐消散而产生的沉降，地基沉降模型用于计算任意时刻涵洞地基的沉降值；根据地基沉降模型获取在使用年限后涵洞地基的总沉降值和涵洞建造施工期后涵洞地基的施工期沉降值；将总沉降值与施工期沉降值的差值作为涵洞地基的工后沉降值。在一个实施例中，在根据沉降系数、主固结沉降和涵洞地基的固结度获取地基沉降模型的步骤之前，还包括以下步骤：通过压缩实验获取e-p曲线，并根据e-p曲线获取主固结沉降，其中，e-p曲线用于表示土体压缩试验中孔隙比与土体压力值的关系。在一个实施例中，在根据沉降系数、主固结沉降和涵洞地基的固结度获取地基沉降模型的步骤之前，还包括以下步骤：通过压缩实验获取压缩模量，并根据压缩模量获取主固结沉降，其中，压缩模量用于表示土体在完全侧限条件下的竖向附加应力与相应的应变增量之比。在一个实施例中，根据路堤地基模型、地基土粘聚力、地基土内摩擦角、路堤填料粘聚力和路堤填料内摩擦角，获取路堤稳定安全系数的步骤，包括以下步骤：根据计算路堤稳定安全系数，其中，F为路堤稳定安全系数，cqi为第i条土条的地基土粘聚力，为第i条土条的地基土内摩擦角，Cqi为第i条土条的路堤填料粘聚力，φqi为第i条土条的路堤填料内摩擦角，路堤地基模型包括AB、BC、Li、WIi、WIIi和αi，AB为地基区域，BC为路堤区域，αi为第i条土条底面与水平面的夹角，Li为第i条土条的底面弧长，WIi为第i条土条在地基部分的重力，WIIi为第i条土条在路堤部分的重力。在一个实施例中，根据路堤地基模型、地基土粘聚力、地基土内摩擦角、地基土固结内摩擦角、路堤填料粘聚力和路堤填料内摩擦角，获取路堤稳定安全系数的步骤，包括以下步骤：根据计算路堤稳定安全系数，其中，F为路堤稳定安全系数，cqi为第i条土条的地基土粘聚力，为第i条土条的地基土内摩擦角，Cqi为第i条土条的路堤填料粘聚力，φqi为第i条土条的路堤填料内摩擦角，Ui为第i条土条的地基平均固结度，为第i条土条的地基土固结内摩擦角，路堤地基模型包括AB、BC、Li、WIi、WIIi和αi，AB为地基区域，BC为路堤区域，αi为第i条土条底面与水平面的夹角，Li为第i条土条的底面弧长，WIi为第i条土条在地基部分的重力，WIIi为第i条土条在路堤部分的重力。在一个实施例中，根据沉降系数、主固结沉降和涵洞地基的固结度获取地基沉降模型的步骤，包括以下步骤：根据沉降系数、主固结沉降和涵洞地基的固结度获取St＝(ms-1+Ut)Sc，其中，St＝(ms-1+Ut)Sc为地基沉降模型，St为在t时刻涵洞地基的沉降值，ms为沉降系数，Ut为在t时刻涵洞地基的平均固结度，Sc为主固结沉降。在一个实施例中，将总沉降值与施工期沉降值的差值作为涵洞地基的工后沉降值的步骤，包括以下步骤：根据Sp＝S0-Scp计算涵洞地基的工后沉降值，其中，Sp为涵洞地基的工后沉降值，S0为总沉降值，Scp为施工期沉降值。在一个实施例中，在根据沉降系数、主固结沉降和涵洞地基的固结度获取地基沉降模型的步骤之前，还包括以下步骤：根据ms＝0.123γ0.7(θH0.2+VH)+Y计算沉降系数，其中，ms为沉降系数，γ为路堤填料的密度，H为路堤中心高度，θ为地基处理类型系数，V为加载速率修正系数，Y为地质因素修正系数。在一个实施例中，根据e-p曲线获取主固结沉降的步骤，包括以下步骤：根据计算主固结沉降，其中，Sc为主固结沉降，e-p曲线包括自重应力作用下的稳定孔隙比和自重应力和附加应力共同作用下的稳定孔隙比，n为压缩土层内土层分层的数目，e0i为涵洞地基中第i层在自重应力作用下的稳定孔隙比，e1i为涵洞地基中第i层在自重应力和附加应力共同作用下的稳定孔隙比，Δhi为涵洞地基中第i层的初始厚度。在一个实施例中，根据压缩模量获取主固结沉降的步骤，包括以下步骤：根据计算主固结沉降，其中，Sc为主固结沉降，n为压缩土层内土层分层的数目，Δpi为涵洞地基中第i层的压缩模量，Esi为涵洞地基中第i层中点的附加应力，Δhi为涵洞地基中第i层的初始厚度。一种涵洞地基修建条件的判断系统，包括：力学特性参数获取模块，用于获取力学特性参数，其中，力学特性参数包括地基土的材料特性参数和路堤填料的材料特性参数；工后沉降值获取模块，用于根据路堤地基模型和力学特性参数分别获取路堤稳定安全系数和涵洞地基的工后沉降值，其中，涵洞地基的工后沉降值为涵洞地基从施工本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种涵洞地基修建条件的判断方法，其特征在于，包括以下步骤：获取力学特性参数，其中，所述力学特性参数包括地基土的材料特性参数和路堤填料的材料特性参数；根据路堤地基模型和所述力学特性参数分别获取路堤稳定安全系数和涵洞地基的工后沉降值，其中，所述涵洞地基的工后沉降值为所述涵洞地基从施工完毕直到沉降稳定内的沉降量；当所述路堤稳定安全系数在预设范围内，且所述涵洞地基的工后沉降值不大于预设值时，则判定所述涵洞地基满足修建条件。

【技术特征摘要】
1.一种涵洞地基修建条件的判断方法，其特征在于，包括以下步骤：获取力学特性参数，其中，所述力学特性参数包括地基土的材料特性参数和路堤填料的材料特性参数；根据路堤地基模型和所述力学特性参数分别获取路堤稳定安全系数和涵洞地基的工后沉降值，其中，所述涵洞地基的工后沉降值为所述涵洞地基从施工完毕直到沉降稳定内的沉降量；当所述路堤稳定安全系数在预设范围内，且所述涵洞地基的工后沉降值不大于预设值时，则判定所述涵洞地基满足修建条件。2.根据权利要求1所述的涵洞地基修建条件的判断方法，其特征在于，所述地基土的材料特性参数包括直接快剪测试下的地基土粘聚力和地基土内摩擦角，所述路堤填料的材料特性参数包括直接快剪测试下的路堤填料粘聚力和路堤填料内摩擦角，所述预设范围包括直接快剪安全指标；所述根据路堤地基模型和所述力学特性参数获取路堤稳定安全系数的步骤，包括以下步骤：根据所述路堤地基模型、所述地基土粘聚力、所述地基土内摩擦角、所述路堤填料粘聚力和所述路堤填料内摩擦角，获取所述路堤稳定安全系数；所述当所述路堤稳定安全系数在预设范围内，且所述涵洞地基的工后沉降值不大于预设值时，则判定所述涵洞地基满足修建条件的步骤，包括以下步骤：在所述路堤稳定安全系数不小于所述直接快剪安全指标，且所述涵洞地基的工后沉降值不大于所述预设值时，则判定所述涵洞地基满足修建条件。3.根据权利要求2所述的涵洞地基修建条件的判断方法，其特征在于，所述地基土的材料特性参数还包括固结快剪测试下的地基土固结内摩擦角，所述预设范围包括固结快剪安全指标；所述根据路堤地基模型和所述力学特性参数获取路堤稳定安全系数的步骤，包括以下步骤：根据所述路堤地基模型、所述地基土粘聚力、所述地基土内摩擦角、所述地基土固结内摩擦角、所述路堤填料粘聚力和所述路堤填料内摩擦角，获取所述路堤稳定安全系数；所述当所述路堤稳定安全系数在预设范围内，且所述涵洞地基的工后沉降值不大于预设值时，则判定所述涵洞地基满足修建条件的步骤，包括以下步骤：在所述路堤稳定安全系数不小于所述固结快剪安全指标，且所述涵洞地基的工后沉降值不大于所述预设值时，则判定所述涵洞地基满足修建条件。4.根据权利要求1所述的涵洞地基修建条件的判断方法，其特征在于，所述力学特性参数还包括所述涵洞地基的沉降系数；所述根据路堤地基模型和所述力学特性参数获取涵洞地基的工后沉降值的步骤，包括以下步骤：根据所述沉降系数、主固结沉降和涵洞地基的固结度获取地基沉降模型，其中，所述主固结沉降为所述地基土在荷载作用下产生的超静孔隙水压力逐渐消散而产生的沉降，所述地基沉降模型用于计算任意时刻涵洞地基的沉降值；根据所述地基沉降模型获取在使用年限后涵洞地基的总沉降值和涵洞建造施工期后涵洞地基的施工期沉降值；将所述总沉降值与所述施工期沉降值的差值作为涵洞地基的工后沉降值。5.根据权利要求4所述的涵洞地基修建条件的判断方法，其特征在于，在所述根据所述沉降系数、主固结沉降和涵洞地基的固结度获取地基沉降模型的步骤之前，还包括以下步骤：通过压缩实验获取e-p曲线，并根据所述e-p曲线获取所述主固结沉降，其中，所述e-p曲线用于表示土体压缩试验中孔隙比与土体压力值的关系；或，通过压缩实验获取压缩模量，并根据所述压缩模量获取所述主固结沉降，其中，所述压缩模量用于表示土体在完全侧限条件下的竖向附加应力与相应的应变增量之比。6.根据权利要求2所述的涵洞地基修建条件的判断方法，其特征在于，所述根据所述路堤地基模型、所述地基土粘聚力、所述地基土内摩擦角、所述路堤填料粘聚力和所述路堤填料内摩擦角，获取所述路堤稳定安全系数的步骤，包括以下步骤：根据计算所述路堤稳定安全系数，其中，F为所述路堤稳定安全系数，cqi为第i条土条的地基土粘聚力，为第i条土条的地基土内摩擦角，Cqi为第i条土条的路堤填料粘聚力，φqi为第i条土条的路堤填料内摩擦角，所述路堤地基模型包括AB、BC、Li、WIi、WIIi和αi，AB为地基区域，BC为路堤区域，αi为第i条土条底面与水平面的夹角，Li...

【专利技术属性】
技术研发人员：王景奇，兰南，汪益敏，陈页开，王诚，谢璞，王强，梁立农，黄湛军，李红中，刘祥兴，
申请(专利权)人：广东省交通规划设计研究院股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44