[建筑]路基沉降常用预测方法ppt课件

1、路基沉降路基沉降常用预测方法常用预测方法 地基在荷载作用下，沉降将随时间开展，其地基在荷载作用下，沉降将随时间开展，其开展规律可以通过土体固结原理进展数值分析来开展规律可以通过土体固结原理进展数值分析来估算。但是由于固结理论的假定条件和确定计算估算。但是由于固结理论的假定条件和确定计算指标的试验技术上的问题，使得实测地基沉降过指标的试验技术上的问题，使得实测地基沉降过程数据在某种意义上较理论计算更为重要。程数据在某种意义上较理论计算更为重要。 通过大量的沉降观测资料的积累，可以找出通过大量的沉降观测资料的积累，可以找出地基沉降过程的具有一定实际应用价值的变形规地基沉降过程的具有一定实际应用价值

2、的变形规律，还可以根据路基施工时的实测沉降资料和已律，还可以根据路基施工时的实测沉降资料和已获得的经历进展估算，是工程中最为常用的方法获得的经历进展估算，是工程中最为常用的方法。通常利用沉降资料进展预测路堤沉降随时间开。通常利用沉降资料进展预测路堤沉降随时间开展的常用方法有以下几种：展的常用方法有以下几种：一、双曲线法一、双曲线法双曲线方程为：双曲线方程为： a a、bb将荷载不再变化后的将荷载不再变化后的3 3组早期实测数据代入组早期实测数据代入 上式组成方程组求得的系数；上式组成方程组求得的系数；btatSSt0bSSf10沉降计算的沉降计算的详细顺序：详细顺序：1 1、确定起点时间、确定

3、起点时间t t0 0，可取填方施工完毕，可取填方施工完毕日为日为t t0 02 2、根据实测资料计算、根据实测资料计算t tSt-S0St-S0，见图，见图1 1。图图1 1用实测值推算最终沉降的方法用实测值推算最终沉降的方法3 3、绘制、绘制t t与与t/t/S St t-S-S0 0的关系图，并确定系数的关系图，并确定系数a a，b b见图见图2 2。4 4、计算、计算StSt5 5、由沉降、由沉降时间双曲线关系推算出时间双曲线关系推算出S-tS-t曲线。曲线。图图2 2求求a a，b b方法方法 上述公式反映了平均沉降速度，按双曲线规律减少的上述公式反映了平均沉降速度，按双曲线规律减少的

4、假定前提下绘出的。假定前提下绘出的。 说明：说明： 起点日之前的沉降量起点日之前的沉降量S0S0即为初期沉降量，见图即为初期沉降量，见图1 1。图图1 1，预压时间至少应大于三个月，否那么偏向大，预压时间至少应大于三个月，否那么偏向大。当地基土为成层地基时，应分层绘制各层沉降过程当地基土为成层地基时，应分层绘制各层沉降过程线，否那么会对剩余沉降估计偏低。线，否那么会对剩余沉降估计偏低。 双曲线法是一种经历方法，推算原理不强，理论性不双曲线法是一种经历方法，推算原理不强，理论性不够明确，也会因实测沉降时间不够，无法用双曲线法推测，够明确，也会因实测沉降时间不够，无法用双曲线法推测，但比较简单明了

5、，所以有一定的实用性。但比较简单明了，所以有一定的实用性。二、固结度对数配合法三点法二、固结度对数配合法三点法该法由曾国熙于该法由曾国熙于19591959年提出。年提出。由于固结度的理论解普遍表达式为：由于固结度的理论解普遍表达式为： 2-12-1不管竖向排水、向外或向内径向排水，或竖向和径向结不管竖向排水、向外或向内径向排水，或竖向和径向结合排水等情况均可使用，所不同的只是合排水等情况均可使用，所不同的只是 、 值。值。根据固结度定义根据固结度定义: : 2-22-2式中：式中： SdSd一瞬时沉降量一瞬时沉降量 一最终沉降量一最终沉降量teU 1ddttSSSSUS由式由式2-12-1和式

6、和式2-22-2联立可得联立可得: : 为求为求t t时刻的沉降，上式右边有四个未知数，即时刻的沉降，上式右边有四个未知数，即S S、SdSd、 、 。在实测初期沉降一时间曲线。在实测初期沉降一时间曲线S-tS-t上任意选取三上任意选取三点点: :t1,.S1t1,.S1, ,t2, S2t2, S2, , t3,S3t3,S3并使并使t3-t2=t2-tlt3-t2=t2-tl，将上述三点分别代入上式中，联立求解得参数和最终沉降量将上述三点分别代入上式中，联立求解得参数和最终沉降量S S以及以及SdSd的表达式，其中的表达式，其中SdSd的表达式中还含有的表达式中还含有这个变量。一这个变量。

7、一般在求般在求SdSd时，时，可采用理论值：可采用理论值： , ,将所求得的将所求得的 ,S, Sd,S, Sd分别代入式分别代入式2-32-3中便可获得任意时刻的沉降。中便可获得任意时刻的沉降。)1 (ttdteSeSS28以下是详细求解过程：以下是详细求解过程：由此解得由此解得11)1 (1tdteSeSS1212)1 (2eSeSSd33)1 (3eSeSSd2312)(21SSSSett231212ln1SSSStt)()()()(2312232123SSSSSSSSSSSeeSSStd)1 (三、抛物线法三、抛物线法 河海大学通过对沪宁高速公路塑板处理段的工后沉降河海大学通过对沪宁高

8、速公路塑板处理段的工后沉降资料分析，发现公路完建后的沉降曲线在初期并不表现资料分析，发现公路完建后的沉降曲线在初期并不表现双曲线或指数曲线的形式，而在沉降一时间对数坐标系双曲线或指数曲线的形式，而在沉降一时间对数坐标系S-lntS-lnt中沉降曲线可由两部分组成：中沉降曲线可由两部分组成： 第一部分可由第一部分可由抛物线抛物线来拟合，第二部分即来拟合，第二部分即次固结部分次固结部分可由可由直线拟合直线拟合; ; 第一部分和第二部分发生的量级和时间取决于土层固第一部分和第二部分发生的量级和时间取决于土层固结后到达的结后到达的孔隙比孔隙比所对应的所对应的当量固结应力当量固结应力，只要运营期，只要运

9、营期的有效应力小于预压期末的固结应力，次固结可以忽略的有效应力小于预压期末的固结应力，次固结可以忽略不记，否那么，就应该考虑次固结的影响。不记，否那么，就应该考虑次固结的影响。 理论证明，除有机质含量很高的土外，沉降量主要集理论证明，除有机质含量很高的土外，沉降量主要集中在第一部分，沉降曲线的一般表达式为：中在第一部分，沉降曲线的一般表达式为： S =aS =algtlgt2 2 +b+b* *lgt +c lgt +c 3-13-1 式中参数式中参数a, b, ca, b, c可用优化方法求得。可用优化方法求得。 应用该法，仅需掌握短期的实测资料即可求得满足工程应用该法，仅需掌握短期的实测资

10、料即可求得满足工程精度要求的工后沉降量及铺筑路面时对应的沉降速率，并精度要求的工后沉降量及铺筑路面时对应的沉降速率，并可以及时指导施工，该法实际推算结果比双曲线法更加可可以及时指导施工，该法实际推算结果比双曲线法更加可靠。靠。四、指数曲线法四、指数曲线法指数法方程为指数法方程为 4-14-1式中式中:Sm:Sm最终沉降最终沉降; ; A, B A, B系数求法同双曲线法中系数求法同双曲线法中a, ba, b。 上两式简单实用，但是前提是假定荷载一次施加或者突上两式简单实用，但是前提是假定荷载一次施加或者突然施加的，这与实际情况不符，因此上述方法尚可改进，下然施加的，这与实际情况不符，因此上述方

11、法尚可改进，下面的修正指数曲线法将路堤荷载分为假设干个加载阶段，将面的修正指数曲线法将路堤荷载分为假设干个加载阶段，将各级荷载增量所引起的沉降叠加。各级荷载增量所引起的沉降叠加。mBttSAeS 1五、修正指数曲线法五、修正指数曲线法对于多级加荷的、路堤沉降曲线对于多级加荷的、路堤沉降曲线“台阶状台阶状开展的情况开展的情况，可把常规的指数曲线模型拓展为，可把常规的指数曲线模型拓展为图图3 3加荷与沉降开展曲线加荷与沉降开展曲线 5-15-1式中：式中：m m 为加荷的总级数；为加荷的总级数； t t 为沉降预测时刻为沉降预测时刻ti ti 到第到第k k 级荷载施加时刻级荷载施加时刻tktk的

12、的时间间隔时间间隔图图3 3； Sk Sk 为第为第k k 级荷载增量所引起的最终沉降量，当加级荷载增量所引起的最终沉降量，当加荷速率与土层状况不变时，荷速率与土层状况不变时， Sk Sk 与与Pk Pk 比值近似为定值比值近似为定值，假设令，假设令C C 为比例常数，那么有为比例常数，那么有 Sk= CSk= C Pk Pk ， PkPk为第为第k k 级荷载增量；级荷载增量； A A，B B，C C 均为反响土体固结性质的参数，设其与均为反响土体固结性质的参数，设其与荷载的施加无关，视为常量。式荷载的施加无关，视为常量。式4-14-1就变为：就变为：mkkBttSAeS11根据沉降实测值，采用试算法确定式根据沉降实测值，采用试算法确定式4-24-2中中的参数的参数A A，B B，C C；将已确定出的参数带回上述经；将已确定出的参数带回上述经历公式模型中，分别计算各级荷载在历公式模型中，分别计算各级荷载在titi时刻所引时刻所引起的沉降量，将各级荷载在起的沉降量，将各级荷载在titi时刻所引起沉降量时刻所引起沉降量进展叠加，即得进展叠加，即得ti ti 时刻总沉降量。时刻总沉降量。mkkBttPCAeS11六、沉降速率法六、沉降速率法方程为方程为式中：式中： ScSc固结沉降量固结沉降量; ; m m综合性修正系数综合性修正系数; ; Ptt Ptt