用于高含水率软粘土地基固结度计算的方法、设备和介质技术

本发明专利技术涉及一种用于高含水率软粘土地基固结度计算的方法、设备和介质。所述方法包括：获取目标土体本构关系的基本参数；获取排水板设计参数；获取目标土体的载荷条件；计算倍增系数；基于改进后的Barron算法计算固结度，其中，所述改进后的Barron算法中，通过倍增系数对Barron算法中的涂抹效应设计值进行修正。本发明专利技术考虑固结过程中因各种因素引起的单元体渗透系数下降的情况，利用倍增系数调整涂抹效应常数来修正固结度，从而有效地减小了设计预估值与实际值误差，能够更准确地预测土体固结度，进而提升控制预压效果，有利于工程进度的推进。推进。推进。

Method, equipment and medium for calculating the degree of consolidation of soft clay foundation with high water content

【技术实现步骤摘要】
用于高含水率软粘土地基固结度计算的方法、设备和介质


[0001]本专利技术涉及一种用于高含水率软粘土地基固结度计算的方法、设备和介质。

技术介绍

[0002]软粘土地基承载力低，强度增长缓慢；加荷后易变形且不均匀；变形速率大且稳定时间长；具有渗透性小、触变性及流变性大的特点。在我国的东部地区和南部地区，高含水率的软粘土地基广泛分布。吹填土是由水力冲填泥砂形成的填土，是我国沿海一带常见的人工填土之一，其性质与软粘土地基类似。
[0003]软粘土地基无法直接利用，需要进行处理，加速土体排水固结，常用的地基处理方法包预压法、置换法、搅拌法等方法，例如设置预制竖向排水管(也称塑料排水板)联合真空/堆载预压的方法由于经济、有效而被广泛使用。
[0004]在工程上，通常使用固结度(degree of consolidation)来表示地基土在外荷载施加后，经过时间，所达到的固结程度。固结度是控制预压、卸载时间的重要参数，对项目工期的影响巨大。
[0005]在设计阶段，对于软粘土地基的固结度进行准确地进行预测尤为重要。Barron径向固结算法形式简单、参数的物理意义明确，该算法被我国建筑地基和吹填土地基处理规范采用。
[0006]然而在实际工程实践中，通过Barron径向固结算法预测高含水率吹填流泥(特别是吹填土)的固结度，与实际固结度的差异较大，因此对控制预压效果和工程进度有较大影响。

技术实现思路

[0007]本专利技术旨在提供一种用于高含水率软粘土地基固结度计算的方法、设备和介质，用于解决现有技术计算固结度结果不准确的问题。
[0008]一种用于高含水率软粘土地基固结度计算的方法，所述方法包括：获取目标土体本构关系的基本参数；获取排水板设计参数；获取目标土体的载荷条件；计算倍增系数；基于改进后的Barron算法计算固结度，其中，所述改进后的Barron算法中，通过倍增系数对Barron算法中的涂抹效应设计值进行修正。
[0009]在一个实施例中，通过室内固结实验和渗透试验确定所述目标土体本构关系的基本参数，所述基板参数包括：初始孔隙比e1、压缩指数C
c
、回弹指数C
s
、水平方向的渗透系数k
x
、涂抹区的渗透系数k
t
、渗透系数常量C
k
。
[0010]在一个实施例中，所述排水板设计参数包括：排水单元体直径D，排水板直径d1，涂抹区直径d2。
[0011]在一个实施例中，通过调查地质勘查报告和工程设计方案确定土体的荷载条件，包括土体的初始应力σ1和最终应力和σ2。
[0012]在一个实施例中，所述倍增系数B＝W
·
S；其中W＝k
x
/k
t
；S值由以下公式获得：
[0013][0014]n＝D/d1，m＝d2/d1；
[0015][0016][0017]在一个实施例中，通过倍增系数对Barron算法中的涂抹效应设计值进行修正包括：考虑倍增系数的综合涂抹效应常数μ＝ln(n)
‑
0.75+(Ba
‑
1)ln(m)，其中
[0018]在一个实施例中，固结度其中时间因子T
r
由以下公式确定：径向固结系数c
r
以下公式确定：
[0019]其中t是固结时间。
[0020]本专利技术还提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述处理器用于执行存储于所述存储器中的计算机程序，以实现上述任一实施例所述的方法。
[0021]本专利技术又提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时实现上述任一实施例所述的方法。
[0022]本专利技术考虑高含水率吹填流泥或吹填土固结过程中因各种因素引起的单元体渗透系数下降的情况，利用倍增系数调整涂抹效应常数来修正固结度，从而有效地减小了设计预估值与实际值误差，能够更准确地预测土体固结度，进而提升控制预压效果，有利于工程进度的推进。
附图说明
[0023]通过参考附图阅读下文的详细描述，本专利技术示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本专利技术的若干实施方式，并且相同或对应的标号表示相同或对应的部分，其中：
[0024]图1是排水板结构示意图；
[0025]图2是本专利技术的方法流程图；
[0026]图3是固结度计算结果比较示意图。
具体实施方式
[0027]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0028]根据专利技术人对高含水率的软粘土地基的研究发现，高含水率的软粘土地基在固结过程中渗透系数下降严重，相较于原始涂抹效应设计值，实际涂抹效应倍增，而Barron算法
无法解决该问题，因此导致不能准确地估计高含水率的软粘土地基的固结度。
[0029]基于此，本专利技术的基本构思是，考虑高含水率吹填流泥或吹填土固结过程中因各种因素引起的单元体渗透系数下降的情况，利用倍增系数调整涂抹效应常数来修正固结度，从而有效地减小了设计预估值与实际值误差，更准确地预测土体固结度，进而提升控制预压效果，有利于工程进度的推进。
[0030]本专利技术的固结度计算方法包括以下步骤：
[0031]步骤S101，获取目标土体本构关系的基本参数；
[0032]步骤S102，获取排水板设计参数；
[0033]步骤S103，获取目标土体的载荷条件；
[0034]步骤S104，计算倍增系数；
[0035]步骤S105，基于改进后的Barron算法计算固结度，其中，所述改进后的Barron算法中，通过倍增系数对Barron算法中的涂抹效应设计值进行修正。
[0036]具体地，步骤S101中，可以通过标准土工试验确定目标土体本构关系的基本参数。标准土工试验属于现有技术，例如可以包括：室内固结实验和渗透试验等。
[0037]在一个具体应用场景中，所述基本参数包括：土体的初始孔隙比e1＝2.5、压缩指数C
c
＝0.9、水平方向的渗透系数k
x
＝6
×
10
‑3m/day、渗透系数常量C
k
＝1.0；涂抹区的渗透系数k
t
＝6
×
10
‑3m/day、回弹指数C
s
＝0.09。
[0038]步骤S102中，可以通过调查确定排水板设计参数，包括排水单元体直径D，排水板直径d1，涂抹区直径d2，排水板结构如图1所示。在一个具体应用场景中，D＝1.0m，d1＝，d2＝0.2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于高含水率软粘土地基固结度计算的方法，其特征在于，所述方法包括：获取目标土体本构关系的基本参数；获取排水板设计参数；获取目标土体的载荷条件；计算倍增系数；基于改进后的Barron算法计算固结度，其中，所述改进后的Barron算法中，通过倍增系数对Barron算法中的涂抹效应设计值进行修正。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过内固结实验和渗透试验确定所述目标土体本构关系的基本参数，所述基板参数包括：初始孔隙比e1、压缩指数C
c
、回弹指数C
s
、水平方向的渗透系数k
x
、涂抹区的渗透系数k
t
、渗透系数常量C
k
。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述排水板设计参数包括：排水单元体直径D，排水板直径d1，涂抹区直径d2。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，通过调查地质勘查报告和工程设计方案确定土体的荷载条件，包括土体的初始应力σ1和最终应力和σ2。5.根据权利要求4所...

【专利技术属性】
技术研发人员：周洋，刘恒，赵博逸，刘大虎，
申请(专利权)人：河南工业大学，
类型：发明
国别省市：