高速公路软土路基工后沉降的回旋线推算法.pdf

高速公路软土路基工后沉降的回旋线推算法 欧湘萍 (武汉理工大学交通学院，湖北 武汉 430063) 摘 要：工程实际中软土路基工后沉降值的确定一般是先根据现场实测的软基沉降一时间变化过程 曲线推 算出最终沉降量，再减去已发生的沉降量而得到。实际上 ，由于地基条件、加 固方式及效果的不同。这种 仅仅根据路基施工期较短时间的沉降与时间的变化曲线来直接推算时间趋于无穷大时的最终沉降量的计算 方法有欠合理，推算出的工后沉降有时与实际相差较大。因此，本文提 出了一种沉降预测的新方法，即利 用回旋线的曲率变化特性来分析软基沉降变化规律，用回旋线参数方程来直接推算工后沉降量，并详细研 究了回旋线参数A值和沉降收敛时间t值的求解方法。结果表明，用回旋线参数方程来推算软土路基工后 沉降量快速、简单、直接 关键词 ：软土路基 ；工后沉降；回旋线 中图分类号：U416．1 文献标识码 ：A 文章编号 ：167l一1211(2009)s2—0065—04 l 工后沉降分析 1．1 控制工后沉降的意义 工后沉降没有统一的定义，一般指路基的最终沉 降量与公路竣 Ⅷ寸(路面铺筑完成时)已经发生的沉 降量之差。控制T后沉降，对高速公路具有极为重 要的意义。首先，可确保公路路基路面 自身及交通 运输系统 的安令井正常发挥使用功能 ；其次，减小 图 1 地基沉 降的组成及相互关系 工后维护]作垃，节省维修养护费用 。严格控制工 后沉降越是保IIl高速公路安全、高速 、舒适运行的 Js：f‘一r)sc+s，当0TC (1) 关键环节 “ s【，当 ≥t 1．2 软基工后沉降的演变规律 式中：￡——从开始施工到主固结全部完成所需的时 在荷载作用 卜，地琏土体结构的初始平衡状态遭 间： 破坏，为了达到新的平衡状态，土体将产生一系列的变 — — 施工期 结束时软土地基的平均固结度 形。根据十体变形特 ，软土地基在路堤、交通等荷载 (％)。 作用下的沉降… 个部分组成…：瞬时沉降s、主同 的大小与土质 、荷载水平、固结排水情况 、地基 结沉降 次…结沉降 。一般瞬时沉降在施工初期 处理方式、施工期长短等因素有关。 可基本完成，产 rI后的微小沉降可忽略不计。若 因此，工后沉降的大小与次固结沉降大小直接相 施 1期结束时置㈨结沉降尚未全部完成，则一部分 同 关。次固结沉降由土的蠕变引起，蠕变是在应力不变 结沉降和全部的次 结沉降，便属于工后沉降。若施 的情况下，土体的应变仍随时间而缓慢增长的现象。 T期结束时一L 结沉降已全部完成，则次固结沉降便 这是土 同有的一种流变现象和重要的工程性质之一。 引起了r 汀c降、fj仃 一种情形，即主固结沉降尚未全 从本质上讲，蠕变是土的骨架变形的一种时间效应。 部完成的情肜 比较常 ． 由于土颗粒表面所吸附的结合水等具有粘滞性，使颗 参见 1，l，r得如下的关系式 (图中 ．s为施工期 粒的重新排列和骨架的错动等变形与时间有关；另一 累积沉降值，s 为 沉降量，5为最终沉降量)： 方面，土体变形受到边界约束，这种约束有抵消骨架蠕 动变形的趋势，因此土体 内部应力必须调整，也与时间 变化的程度不一样 。 有关。影响这种时间效应的因素很多，且在现场 的次 上述回旋线的特性，与沉降的时间变化特性有一 固结沉降变化是缓慢而持续的。 定的相似性。以某软基沉降一时间变化曲线来说明， 软土路基施工控制 中工后沉