高速公路路基沉降數值模擬分析

2023-02-12 11:36:03 字數 1007 閱讀 8888

摘要:目前,隨著高速公路的快速發展,路基沉降問題已成為高速公路施工技術部分的重要難題,一旦路基出現不均勻沉降,甚至超過規範要求,都會造成巨大的損失。本文以某高速公路填方路段進行現場路基沉降試驗觀測,運用marc軟體進行數值模擬分析路基沉降規律,從而確定高填方路基沉降主要由初始沉降、固結沉降和次固結沉降組成,隨時間的推移,路基最終沉降量趨於乙個定值。

關鍵詞:路基沉降;現場試驗;沉降組成;數值模擬

中圖分類號:u213.1 文獻標識碼:a 文章編號:1671-3362(2013)04-0070-02

在經濟快速發展的當今,高速公路建設顯得尤為重要。然而在修建高速公路的同時,路基問題也相應的出現,如路基裂縫、路基邊坡滑塌、沖刷嚴重等路基災害現象。影響高速公路使用質量的重要因素主要有路基穩定性和沉降,而路基沉降處理措施的合理性直接影響到施工的進度和質量。

因此,對路基沉降的研究有一定的現實意義。

1 路基沉降計算方法

目前,路基沉降計算方法主要有:有限元分析法、分層總和法、沉降預估法和應力路徑法等。本文主要介紹有限元分析法和分層總和法。

1.1 有限元分析法

有限元分析法的原理是指將整個固體分為有限個離散單元,並對其施加荷載,經過選取對應的實際引數計算出路基各點的應力和位移,而所求最終路基的沉降量便是由豎向位移引起的沉降量。這種方法不僅考慮到了路基的二維甚至是三維變形,而且還顧及到與實際情況相符的邊界條件、路基與路堤之間的力學特性、土體應力應變特性等,從而使得計算的最終沉降量更接近實測結果。

1.2 分層總和法

分層總和法一般取基底中心下地基附加應力來計算各層土的豎向壓縮量,認為基礎的平均沉降量s為各土層豎向壓縮量si之和,即:

式中:n為沉降計算深度範圍內的層數。而計算△si時,假設地基土只在豎向發生壓縮變形,沒有側向變形,故可利用室內側限壓縮試驗成果進行計算。

對地基土分層時,分層厚度不宜小於0.4b(b為基底寬度);確定地基沉降計算深度時,一般取地基附加應力等於自重應力的20%深度處作為沉降計算深度的限值;若在該深度以下為高壓縮性土,則應取地基附加應力等於自重應力的10%深度處作為沉降計算深度的限值。

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