湿陷性黄土路基工后沉降的分析预测方法技术

本发明专利技术湿陷性黄土路基工后沉降的分析预测方法，通过计算机运行，采用有限元软件ANSYS进行流变分析计算，其包括如下步骤：1)建立湿陷性黄土路基整体计算模型，计算模型按待分析的具体湿陷性黄土路基资料所给的实际截面尺寸建模；2)确定计算模型进行流变分析计算和进行瞬时沉降计算时采用的原则和初始参数；3)根据流变力学理论，确定能够适用于湿陷性黄土特性的湿陷性黄土流变本构模型；4)结合主固结与次固结的理论，对湿陷性黄土流变本构模型进行简化得到实际流变模型；5)依据具体湿陷性黄土路基资料所给数据，选取确定实际流变模型参数，结合路堤(1)和复合地基(2)的瞬时沉降，得出湿陷性黄土路基工后沉降与时间的对应关系。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种路基工后沉降的预测方法，具体为。
技术介绍
湿陷性黄土是一种特殊性质的土，在一定的压力下，下沉稳定后，受水浸湿，土结构迅速破坏，而发生显著附加变形，从而产生显著附加下沉，故在湿陷性黄土场地上进行建设，应根据建筑物的重要性、地基受水浸湿可能性的大小和在使用期间对不均匀沉降限制的严格程度，必须考虑因地基湿陷引起附加沉降对工程可能造成的危害，采取以地基处理为主的综合措施，选择适宜的地基处理方法，避免或消除地基的湿陷或因少量湿陷所造成的危害。湿陷性黄土广泛分布于我国东北、西北、华中和华东部分地区，有些地区的黄土厚度达到了 20m，在湿陷性黄土地区进行铁路建设时，相对于客运专线路基沉降的严格要求， 湿陷性黄土地基必须进行处理，以达到消除黄土湿陷性和控制压缩变形的目的。地基沉降则是指地基土层在附加应力作用下压密而引起的地基表面下沉。过大的沉降，特别是不均匀沉降，会使铁路无法正常使用，甚至导致事故的发生，因此必须在施工前选择恰当的施工时间和施工方式来将路基的工后沉降控制在允许范围之内。目前，对路基的工后沉降的分析预测计算普遍采用的是传统的分层总和法、应力扩散法和有限元计算法，但是分层总和法，采用侧限条件下的压缩性指标，因此沉降量偏小，通常取基底中心点下的附加应力进行计算，来得到整个断面的沉降量，但是无法对各点的沉降量进行分析对比，同时也不能整体对地基进行分析；应力扩散法适用于绝大多数地质状况的路基沉降量计算，不能很好的适用于有特殊性的湿陷性黄土的沉降计算中；现有的有限元计算中，一方面本构关系复杂，难以求解，一方面也没有针对湿陷性黄土的有限元研究，现有所建立的模型都不能应用和贴合湿陷性黄土的真实情况，因此无法针对湿陷性黄土进行工后沉降分析和预测的实际应用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种特别针对湿陷性黄土，实现方便，能够整体计算，简单有效的。本专利技术，其特征在于，该方法通过计算机运行，采用有限元软件ANSYS进行流变分析计算，其包括如下步骤I)建立湿陷性黄土路基的整体计算模型，其中路基包括经处理的路堤I和复合地基2，以及未经处理的原状土层3，复合地基2和原状土层3组成地基；计算模型按待分析的具体湿陷性黄土路基资料所给的实际截面尺寸建模；路基的工后沉降由路堤I和复合地基 2的瞬时沉降以及原状土层3的流变组成；2)确定计算模型对原状土层3的进行流变分析计算和对复合地基2进行瞬时沉降计算时采用的原则和初始参数；3)根据流变力学理论，确定能够适用于湿陷性黄土特性的湿陷性黄土流变本构模型；4)结合主固结与次固结的理论，对湿陷性黄土流变本构模型进行简化得到实际流变模型；5)依据具体湿陷性黄土路基资料所给的数据，选取确定实际流变模型参数，结合路堤I和复合地基2的瞬时沉降，得出湿陷性黄土路基工后沉降与时间的对应关系。进一步，所述的计算模型采用路基横截面的二维模型。进一步，所述的计算模型采用的原则包括a.路基土中的初始应力场由模拟实际开挖或填土过程后得到，并在此基础上将位移场置零后施荷载以计算相应的流变值；b.流变分析计算中的边界条件为复合地基2横截面上左右边界为位移约束，下边界为全约束；c.湿陷性黄土的土体采用非线性流变材料，复合地基2弹性模量取值采用复合模量法;d.计算湿陷性黄土的流变时湿陷性黄土的厚度大于20m。进一步，所述的湿陷性黄土流变本构模型能够表示为权利要求1.，其特征在于，该方法通过计算机运行，采用有限元软件ANSYS进行流变分析计算，其包括如下步骤1)建立湿陷性黄土路基的整体计算模型，其中路基包括经处理的路堤(I)和复合地基(2)，以及未经处理的原状土层(3)，复合地基(2)和原状土层(3)组成地基；计算模型按待分析的具体湿陷性黄土路基资料所给的实际截面尺寸建模；路基的工后沉降由路堤(I)和复合地基(2)的瞬时沉降以及原状土层(3)的流变组成；2)确定计算模型对原状土层(3)的进行流变分析计算和对复合地基(2)进行瞬时沉降计算时采用的原则和初始参数；3)根据流变力学理论，确定能够适用于湿陷性黄土特性的湿陷性黄土流变本构模型；4)结合主固结与次固结的理论，对湿陷性黄土流变本构模型进行简化得到实际流变模型；5)依据具体湿陷性黄土路基资料所给的数据，选取确定实际流变模型参数，结合路堤(I)和复合地基(2)的瞬时沉降，得出湿陷性黄土路基工后沉降与时间的对应关系。2.如权利要求I所述的，其特征在于，所述的计算模型采用路基横截面的二维模型。3.如权利要求I所述的，其特征在于，所述的计算模型采用的原则包括a.路基土中的初始应力场由模拟实际开挖或填土过程后得到，并在此基础上将位移场置零后施荷载以计算相应的流变值；b.流变分析计算中的边界条件为复合地基(2)横截面上左右边界为位移约束，下边界为全约束；c.湿陷性黄土的土体采用非线性流变材料，复合地基(2)弹性模量取值采用复合模量法;d.计算湿陷性黄土的流变时湿陷性黄土的厚度大于20m。4.如权利要求I所述的，其特征在于，所述的湿陷性黄土流变本构模型能够表示为5.如权利要求I所述的，其特征在于，所述的实际流变模型能够表示为6.如权利要求3所述的湿陷性黄上路基工后沉降的分析预测方法，其特征在于，所述的复合模量法将复合地基(2)中的增强体和基体两部分视为一复合土休，采用复合土压缩模量E。来评价复合土体的压缩性，竖向增强体复合地基(2)的复合土压缩模量E。采用面积加权平均法计算。7.如权利要求6所述的，其特征在于，所述的复合土压缩模量E。能够表示为全文摘要本专利技术，通过计算机运行，采用有限元软件ANSYS进行流变分析计算，其包括如下步骤1)建立湿陷性黄土路基整体计算模型，计算模型按待分析的具体湿陷性黄土路基资料所给的实际截面尺寸建模；2)确定计算模型进行流变分析计算和进行瞬时沉降计算时采用的原则和初始参数；3)根据流变力学理论，确定能够适用于湿陷性黄土特性的湿陷性黄土流变本构模型；4)结合主固结与次固结的理论，对湿陷性黄土流变本构模型进行简化得到实际流变模型；5)依据具体湿陷性黄土路基资料所给数据，选取确定实际流变模型参数，结合路堤(1)和复合地基(2)的瞬时沉降，得出湿陷性黄土路基工后沉降与时间的对应关系。文档编号G06F17/50GK102592029SQ20121004471公开日2012年7月18日 申请日期2012年2月24日 优先权日2012年2月24日专利技术者董晓亮 申请人:董晓亮本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：董晓亮，
申请(专利权)人：董晓亮，
类型：发明
国别省市：