确定V型冲沟高填路基稳定系数的方法技术

本发明专利技术公开了一种确定V型冲沟高填路基稳定系数的方法，该方法步骤为：1）采用二维极限平衡法之斯宾塞法或二维有限元强度折减法，计算某一V型冲沟高填路基边坡坡度β条件下的沟心特征断面的二维稳定安全系数FS；2）采用三维有限元强度折减法，计算侧岸约束下边坡坡度β条件下的高填路基的三维稳定安全系数；3）建立三维稳定安全系数与二维稳定安全系数的比值关于侧岸坡度α条件下的回归模型，求得相应三维效应系数的回归方程；4）查找三维效应系数图，根据图中对应的三维效应系数的表达式确定三维效应系数；5）根据式子对侧岸约束下边坡坡度β条件下的高填路基稳定安全系数进行修正；其中，β为边坡坡度；α为侧岸坡度。本发明专利技术的有益技术效果是：综合考虑了高填路基这种复杂几何体的平面应变和三维应变，使安全系数更加精确，提高了结构的稳定性，减少了工程的圬工量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种高填路基建设技术，尤其涉及一种确定V型冲沟高填路基稳定系 数的方法。
技术介绍
山区中常见的跨越冲沟的高等级公路，由于地形条件的限制和公路线形的制约， 常选用高填路基，随之而来的路基稳定性问题也变得十分突出。实际工程中，由于二维极限 平衡法有效且相对可靠，往往被工程界首先采用，但是冲沟地带高填路基这种复杂几何体 问题，在分析其稳定性时不能简单地看成平面应变问题，用二维极限平衡法分析冲沟地带 高填路基稳定性显然过于简化，表达不出冲沟高填路基的真实性，分析得出的安全系数也 会有偏差。目前，三维极限平衡法还不是很成熟，无法独立用于冲沟地带高填路基稳定性的 分析。
技术实现思路
本专利技术提出了一种确定V型冲沟高填路基稳定系数的方法，该方法步骤为1)采用二维极限平衡法之斯宾塞法或二维有限元强度折减法，计算某一V型冲沟高填 路基边坡坡度 β个件下的沟心特征断面的二维稳定安全系数F2)采用三维有限元强度折减法，计算侧岸约束下边坡坡度应条件下的高填路基的三维 稳定安全系数；3)建立三维稳定安全系数A1与二维稳定安全系数巧的比值关于侧岸坡度α年件下的回归模型先=,求得相应三维效应系数《Φ)的回归方程；4)查找三维效应系数图，根据图中对应的三维效应系数的表达式确定三维效应系数5)根据式子式巧对侧岸约束下边坡坡度於年件下的高填路基稳定安全系数 巧‘进行修正；其中於力边坡坡度；ff为侧岸坡度。本专利技术的有益技术效果是综合考虑了高填路基这种复杂几何体的平面应变和三 维应变，使安全系数更加精确，提高了结构的稳定性，减少了工程的圬工量。附图说明图1、三维有限元计算模型图2、二维计算模型图(图1中的A-A剖视图)；图3、路基边坡坡度变化的二维安全系数图； 图4、安全系数与边坡坡度、岸坡坡度关系曲线图5、三三维效应系病=30°)图6、三三维效应系病=35°)图7、三三维效应系病=40°)图8、三三维效应系病=45°)图9、三三维效应系病=50°)。具体实施例方式本专利技术的方法步骤为1)采用二维极限平衡法之斯宾塞法或二维有限元强度折减法，计算某一V型冲沟高填路基边坡坡度於条件下的沟心特征断面的二维稳定安全系数巧；2)采用三维有限元强度折减法，计算侧岸约束下边坡坡度於条件下的高填路基的三维 稳定安全系数C1 ；3)建立三维稳定安全系数巧丨与二维稳定安全系数F的比值关于侧岸坡度α条件下的回归模型么=,求得相应三维效应系数/( )的回归方程；4)查找三维效应系数图，根据图中对应的三维效应系数的表达式确定三维效应系数/(CC)；5)根据式子<=ZW-巧对侧岸约束下边坡坡度斿年件下的高填路基稳定安全系数 这进行修正；其中，於为边坡坡度；CE为侧岸坡度。实施例如图1所示，此模型选取沟底处一个路基断面(即图2所示A-A剖面)，其中沟底无坡 度；计算时，坡脚至左边界距离Bl与坡顶至右边界距离Β2的长度均取30m，路基边坡坡 度为fi ,坡高Η2取30m，沟床底部为基岩，基岩厚度Hl取30m，冲沟长度B通过计算确定 Β = Β1+Β2^Η2/^β ；分别采用二维极限平衡法之斯宾塞法和二维有限元强度折减法对 此模型进行处理。图3是分别用二维有限元强度折减法和二维极限平衡法之斯宾塞法计算出的高 填路基典型断面的稳定安全系数与坡度变化的关系曲线，从图中可以看出两者误差很小， 表明二维有限元强度折减法的计算结果与斯宾塞法的结果没有明显差异。根据图1所示，建立三维路基实体模型。在模型中，冲沟两岸对称，整个冲沟呈倒 梯形，沟底无坡度，沟底宽度B3=20m。冲沟岸坡坡度α取值随实际情况变化。图4即是在不同於情况下，高填路基的安全系数A7的计算结果。在同一边坡坡度卢情况下，建立对应的Fd/《关于#的回归模型，回归方程可以表示为H=M。由于巧是个常数，将巧移项得权利要求1. 一种确定V型冲沟高填路基稳定系数的方法，其特征在于该方法步骤为1)采用二 维极限平衡法之斯宾塞法或二维有限元强度折减法，计算某一 V型冲沟高填路基边坡坡度於条件下的沟心特征断面的二维稳定安全系数巧；2)采用三维有限元强度折减法，计算侧岸约束下边坡坡度办头件下的高填路基的三维 稳定安全系数C1 ；3)建立三维稳定安全系数J^1与二维稳定安全系数F的比值关于侧岸坡度α条件下的回归模型先=M-民,求得相应三维效应系数/切}的回归方程；4)查找三维效应系数图，根据图中对应的三维效应系数的表达式确定三维效应系数/W ；5)根据式子^=Λ功-巧对侧岸约束下边坡坡度於年件下的高填路基稳定安全系数 式进行修正；其中，於为边坡坡度；α为侧岸坡度。全文摘要本专利技术公开了一种确定V型冲沟高填路基稳定系数的方法，该方法步骤为1)采用二维极限平衡法之斯宾塞法或二维有限元强度折减法，计算某一V型冲沟高填路基边坡坡度β条件下的沟心特征断面的二维稳定安全系数FS；2)采用三维有限元强度折减法，计算侧岸约束下边坡坡度β条件下的高填路基的三维稳定安全系数；3)建立三维稳定安全系数与二维稳定安全系数的比值关于侧岸坡度α条件下的回归模型，求得相应三维效应系数的回归方程；4)查找三维效应系数图，根据图中对应的三维效应系数的表达式确定三维效应系数；5)根据式子对侧岸约束下边坡坡度β条件下的高填路基稳定安全系数进行修正；其中，β为边坡坡度；α为侧岸坡度。本专利技术的有益技术效果是综合考虑了高填路基这种复杂几何体的平面应变和三维应变，使安全系数更加精确，提高了结构的稳定性，减少了工程的圬工量。文档编号G06F17/50GK102096750SQ20111006910公开日2011年6月15日 申请日期2011年3月22日 优先权日2011年3月22日专利技术者丁静声, 吴国雄 申请人:重庆交通大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种确定Ｖ型冲沟高填路基稳定系数的方法，其特征在于：该方法步骤为：１）采用二维极限平衡法之斯宾塞法或二维有限元强度折减法，计算某一Ｖ型冲沟高填路基边坡坡度β条件下的沟心特征断面的二维稳定安全系数Ｆ↓［ｓ］；２）采用三维有限元强度折减法，计算侧岸约束下边坡坡度β条件下的高填路基的三维稳定安全系数Ｆ↓［ｓ１］；３）建立三维稳定安全系数Ｆ↓［ｓ１］与二维稳定安全系数Ｆ↓［ｓ］的比值关于侧岸坡度α条件下的回归模型＊＊＊，求得相应三维效应系数ｆ（α）的回归方程；４）查找三维效应系数图，根据图中对应的三维效应系数的表达式确定三维效应系数ｆ（α）；５）根据式子Ｆ↓［ｓ］′＝ｆ（α）－Ｆ↓［ｓ］对侧岸约束下边坡坡度β条件下的高填路基稳定安全系数Ｆ↓［ｓ］′进行修正；其中，β为边坡坡度；α为侧岸坡度。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：丁静声，吴国雄，
申请(专利权)人：重庆交通大学，
类型：发明
国别省市：85