路堤沉降分析的修正分层总和法研究.pdf

路堤沉降分析的修正分层总和法研究 张占荣，盛 谦，朱泽奇，杨艳霜 (中国科学院 武汉岩土力学研究所，武汉 430071) 摘要：近几年公路工程发展迅速，在修筑高等级公路时为了保证道路行驶的平稳性和通畅性，出现了很多填土路 堤，由于以前该类工程较少，对路堤沉降特性的研究也较少。采用传统的分层总和法计算得到路堤沉降最大位置 位于路堤表面，这与实测结果不符；对此法进行改进，在考虑路堤填土分层填筑时间先后顺序特性的基础上，分别 推导出了适用于刚性地基和柔性地基的改进分层总和法计算公式。针对一算例，分别采用此改进方法与数值计算 方法进行了计算，结果基本一致。表明在评价路堤沉降时，改进分层总和法可作为一种方便快捷的经验方法。 关 键 词：路堤沉降；分层填筑；改进分层总和法 中图分类号：P642 文献标识码：A 算，两种方法计算结果基本一致，表明改进分层总和 法可作为评价路堤沉降的一种方便快捷的经验方 1 概 述 法。 以前由于修建的公路等级不高，对沉降的要求 也不很严格，通常只在一些特殊路堤(如软土路堤) 2 分层总和法及其改进 设计时才会考虑路堤沉降因素。原来的设计中只是 关注地基的沉降，路堤填土 自重引起的自身沉降则 2．1 分层总和法 很少考虑，目前在相关的规范中还没有计算路堤沉 分层总和法原理为：假设一路堤高度为h，将其 降的统一公式 ¨J。近些年，随着我 国道路工程建设 沿高度方向分成n层水平土条，每层厚度为Ah，则 的飞速发展、公路等级的提高，为了保证道路行驶的 第 层土条的压缩变形量 ．s可按下式计算 ： 平稳性和通畅性，出现了很多高填方路堤，由于其路 S =f，：Ah／E 。 (1) 堤较高，路堤填料在 自重应力下的压缩量较大，与此 式中 。和E分别为第i层土条的平均 自重应力、压 同时，公路等级的提高对路堤沉降的标准也提出了 缩模量。 更高的要求。因此，在道路修建时，路堤填筑施工中 则路堤中第 i层土条的最终沉降量 s：为 有必要对其 自身沉降进行预估，以便在路堤终验时 i 达到设计高程 。 s，-∑s，=∑：fAh／E 。 (2) 1 l=1 分层总和法物理意义简单明确，参数容易获取， 2．2 改进的分层总和法 在工程实践中得到了广泛应用，除用于计算地基沉 由于路堤是分层填筑而成的，在每层填筑刚刚 降外，也常用于分析路堤 自身的沉降 ’引。如果按 完成时，应认为此层的沉降为零，随着上部填土的继 分层总和法进行路堤沉降计算，所得路堤沉降的最 续填筑该层路堤逐渐产生沉降。式 (2)中传统的分 大位置位于路面，实测结果表明最大沉降位置位于 层总和法计算时，并没有考虑路堤分层填筑的时问 路堤内部 ，这是由于分层总和法没有考虑路堤分 先后顺序特性。为此针对路堤分层填筑特性，分刚 层填筑的时间先后顺序所致。为此本文对分层总和 性地基垫层、柔性地基垫层两种情况，对传统的分层 法进行了改进 ，在考虑路堤填土分层填筑时间先后 总和法进行了修正，以便用于计算路堤填土的沉降 顺序特性的基础上，分别推导出了适用于刚性地基 特性，计算采用的模型如图1所示 。在实际路堤填 和柔性地基的改进分层总和法计算公式。并针对一