本發(fā)明涉及道路檢測領(lǐng)域，尤其涉及一種軟土路基彎沉盆形狀的預(yù)測方法。

背景技術(shù)：

在軟土地基上修建路堤時(shí)，最為常見的問題之一是在地基橫斷面上形成彎沉盆，即路中對(duì)應(yīng)的地基沉降量最大，越向兩側(cè)沉降量越小，足夠遠(yuǎn)處時(shí)，沉降量為零，進(jìn)而形成了馬鞍形的彎沉盆。由于軟土地基的長期固結(jié)，彎沉盆的最終形狀需要一定時(shí)間才能完成。彎沉盆的形狀對(duì)于確定路堤填筑和路面鋪設(shè)的橫斷面形狀至關(guān)重要，如在路堤填筑時(shí)，必須考慮到彎沉盆的形狀，路中部分填筑的高程比路肩部分要高。目前，對(duì)于路基彎沉盆形狀的確定，一般是在現(xiàn)場利用沉降觀測設(shè)備觀測路中、路肩和坡腳等幾個(gè)位置的沉降量，結(jié)合最終沉降量預(yù)測模型，如指數(shù)模型、雙曲線模型和灰色理論模型等計(jì)算出不同位置的沉降量，然后繪制出彎沉盆的最終形狀。這些現(xiàn)場實(shí)測的方法耗時(shí)耗力，效率普遍較低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種可以預(yù)測軟土路基彎沉盆形狀的方法，通過該方法，可以預(yù)測出路基彎沉盆的形狀，進(jìn)而對(duì)路堤填土和路面進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，具有使用方便、效率較高的優(yōu)點(diǎn)。

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種軟土路基彎沉盆形狀的預(yù)測方法，包括以下步驟：

步驟1)將路堤斷面的梯形根據(jù)面積相等的原則等效成矩形，確定等效后的路堤寬度b，

式中，b₁為路堤頂面寬度，b₂為路堤底面寬度；

步驟2)以路中軸為對(duì)稱軸，在路中軸一側(cè)將路堤下方的路基表面等分成a段，a≥5，在路堤坡腳外側(cè)再劃出相同長度的a段，每等分段的長度為b/2a；其中，O為路中軸和路基的交點(diǎn)，P₁、P₂、P₃、…、P_2a為路基等分點(diǎn)；

步驟3)分別計(jì)算路基表面各點(diǎn)O、P₁、P₂、P₃、…、P_2a位置處的豎向附加應(yīng)力σ_zi，

式中，σ_zi為i點(diǎn)處的豎向附加應(yīng)力，i＝O、P₁、P₂、P₃、…、P_2a；p為路堤填土荷載，其中，p＝γD，γ為路堤填土重度，D為路堤填土高度；ni＝x_i/b，x_i為i點(diǎn)至O點(diǎn)的距離；m＝z/b，z為地基深度；

步驟4)分別計(jì)算路基表面各點(diǎn)O、P₁、P₂、P₃、…、P₁₀位置處的地基沉降量S_i，

式中，j為從地基表面起算的土層編號(hào)，ju和jv分別為第j土層的上邊界和下邊界離路基表面的深度；E_sj為各層土體的壓縮模量；

步驟5)以O(shè)點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)、路中軸為y軸、路基表面為x軸繪制坐標(biāo)系，在坐標(biāo)系中繪制出對(duì)應(yīng)路基表面各點(diǎn)的地基沉降量S_i，用樣條曲線將各點(diǎn)的地基沉降量S_i進(jìn)行連線，形成的曲線以y軸為對(duì)稱軸，繪制對(duì)稱曲線，兩條曲線的連線為彎沉盆形狀。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明可以在道路施工前期預(yù)測出路基彎沉盆的形狀，進(jìn)而對(duì)路堤填土和路面進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，具有使用方便、效率較高的優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。

實(shí)施例

某道路為城市一級(jí)快速路，其中約500m長度的路基穿越海相沉積的軟土地基，A位置處的軟土層厚達(dá)8.7m，下部為全風(fēng)化花崗巖，地下水位為0.5m，路堤設(shè)計(jì)填土高度為2.5m。經(jīng)室內(nèi)土工試驗(yàn)，測得軟土的壓縮模量為2.4MPa，全風(fēng)化花崗巖的壓縮性較低，故其壓縮量不計(jì)入沉降量。路堤頂部寬度為50m，底部寬度為55m，填土重度為19.0kN/m3。

如圖1所示，本實(shí)施例中，以路中為對(duì)稱軸將路基劃分區(qū)間，在路中一側(cè)將路堤下方的路基等分成五段，在路堤坡腳外側(cè)再劃出相同長度的五段，其中，O為路中軸和路基的交點(diǎn)，P₁、P₂、P₃、…、P₁₀為各等分點(diǎn)；

計(jì)算的各點(diǎn)沉降量為，S_PO＝172mm，S_P1＝171mm，S_P2＝170mm，S_P3＝169mm，S_P4＝159mm，S_P5＝86mm，S_P6＝12mm，S_P7＝3mm，S_P8＝1mm，S_P9＝0.5mm，S_P10＝0。

以O(shè)點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)、路中軸為y軸、地基表面為x軸繪制坐標(biāo)系，在坐標(biāo)系中繪制出對(duì)應(yīng)地基表面的不同點(diǎn)的地基沉降量Si，用樣條曲線將各點(diǎn)的地基沉降量Si進(jìn)行連線，形成的曲線以路中軸向?yàn)閷?duì)稱軸，繪制對(duì)稱曲線，兩條曲線的連線為彎沉盆形狀。

所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明的范圍。