[發(fā)明專利]軟土區(qū)公路路基沉降預(yù)測(cè)系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610930510.8
• 申請(qǐng)日: 2016-10-31
• 公開（公告）號(hào): CN106649970B
• 公開（公告）日: 2019-08-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 強(qiáng)躍;李莉;劉芳平;楊茂;何澤平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 重慶三峽學(xué)院
• 主分類號(hào): G06F17/50
• 分類號(hào): G06F17/50
• 代理公司: 成都坤倫厚樸專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51247
• 代理人: 劉坤

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及公路路基工程施工領(lǐng)域，具體涉及一種路基沉降預(yù)測(cè)方法。

背景技術(shù)

工程經(jīng)驗(yàn)表明，側(cè)向變形與沉降變形具有相關(guān)性：側(cè)向變形越大，沉降越大。然而，現(xiàn)有技術(shù)中側(cè)向變形一般只是用來評(píng)價(jià)路基的穩(wěn)定性，卻沒有被用來預(yù)測(cè)路基沉降計(jì)算。如專利文獻(xiàn)CN 202710028 U公開了一種變形預(yù)測(cè)系統(tǒng)，包括水準(zhǔn)儀、數(shù)據(jù)傳輸模塊、高程計(jì)算模塊、沉降量及沉降速率計(jì)算模塊、沉降曲線圖繪制模塊及灰色預(yù)測(cè)模塊；所述的水準(zhǔn)儀、數(shù)據(jù)傳輸模塊、高程計(jì)算模塊、沉降量及沉降速率計(jì)算模塊、沉降曲線圖繪制模塊及灰色預(yù)測(cè)模塊依次相連。該系統(tǒng)在計(jì)算時(shí)也僅僅考慮了沉降數(shù)據(jù)。

測(cè)斜管監(jiān)測(cè)由于費(fèi)用較高，一般設(shè)置在高填土的橫斷面上，作為評(píng)判監(jiān)測(cè)路基填筑過程是否穩(wěn)定的一個(gè)指標(biāo)。對(duì)于高填土的橫斷面，其側(cè)向變形引起的沉降往往較大，因而，如何考慮側(cè)向變形引起的沉降是高填土斷面預(yù)測(cè)路基沉降的一大難題。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種測(cè)算更為準(zhǔn)確的軟土區(qū)公路路基沉降預(yù)測(cè)系統(tǒng)。

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明專利所采用的技術(shù)方案是：

軟土區(qū)公路路基沉降預(yù)測(cè)系統(tǒng)，包括：數(shù)據(jù)傳輸模塊、高程計(jì)算模塊、側(cè)向位移計(jì)算模塊、沉降量預(yù)測(cè)模塊、沉降曲線圖繪制模塊；數(shù)據(jù)傳輸模塊用于將沉降板高程數(shù)據(jù)和測(cè)斜管數(shù)據(jù)分別傳輸?shù)礁叱逃?jì)算模塊、側(cè)向位移計(jì)算模塊；高程計(jì)算模塊、側(cè)向位移計(jì)算模塊計(jì)算得到的沉降量數(shù)據(jù)和側(cè)向位移數(shù)據(jù)傳送給沉降量預(yù)測(cè)模塊處理；沉降量預(yù)測(cè)模塊處預(yù)測(cè)的結(jié)果傳遞給沉降曲線圖繪制模塊通過圖形和/或數(shù)據(jù)來顯示沉降量預(yù)測(cè)結(jié)果；

所述的沉降量預(yù)測(cè)模塊在處理高程計(jì)算模塊和側(cè)向位移計(jì)算模塊的數(shù)據(jù)；沉降量分為兩部分：側(cè)向位移引起的沉降和固結(jié)沉降，分別對(duì)上述兩部分采用數(shù)學(xué)模型擬合計(jì)算；其中，固結(jié)沉降的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)＝總沉降-側(cè)向位移引起的沉降；側(cè)向位移引起的沉降由測(cè)斜管得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換求取。

進(jìn)一步，還包括：數(shù)據(jù)庫，用于存儲(chǔ)沉降數(shù)據(jù)和預(yù)測(cè)沉降量；查詢單元，輸入單元輸入需要查詢的指定時(shí)刻，從數(shù)據(jù)庫中調(diào)取指定時(shí)刻對(duì)應(yīng)的沉降量，傳輸?shù)浇Y(jié)果輸出模塊進(jìn)行顯示。

進(jìn)一步，側(cè)向位移引起的沉降由測(cè)斜管得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換求取的方法為：

或

或

C_左t、C_右t分別表示基于測(cè)斜管測(cè)量的數(shù)據(jù)得到進(jìn)入預(yù)壓期t時(shí)刻下的側(cè)向鼓肚子的變形面積，S_側(cè)t表示基于路基邊坡坡腳處兩側(cè)的測(cè)斜管得到的數(shù)據(jù)求得進(jìn)入預(yù)壓期t時(shí)刻下側(cè)向變形引起的路基中心沉降，B表示路基橫斷面兩跛腳的距離。

進(jìn)一步，側(cè)向位移引起的沉降和固結(jié)沉降，分別對(duì)上述兩部分采用數(shù)學(xué)模型擬合計(jì)算的方法是：

側(cè)向位移引起的沉降的規(guī)律采用增量雙曲線法、或指數(shù)曲線法、或Asaoka法進(jìn)行擬合分析；

固結(jié)沉降的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)為：監(jiān)測(cè)得到的總沉降-同一時(shí)刻側(cè)向位移引起的沉降；固結(jié)沉降的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的規(guī)律采用增量雙曲線法、或指數(shù)曲線法、或Asaoka法進(jìn)行擬合分析；

沉降的規(guī)律為：沉降變形＝“側(cè)向位移引起的沉降的規(guī)律”+“固結(jié)沉降的規(guī)律”。

施工時(shí)，其數(shù)據(jù)計(jì)算方法如下：

包括如下幾個(gè)步驟：

A.埋設(shè)沉降板及測(cè)斜管，記錄數(shù)據(jù)：

路基排水體施工完成后，在路基中部埋設(shè)沉降測(cè)量裝置，采用沉降測(cè)量設(shè)備測(cè)量沉降值，并按照監(jiān)測(cè)頻率記錄沉降數(shù)據(jù)；

在路基邊坡兩側(cè)坡腳處埋設(shè)測(cè)斜管，測(cè)斜管管底進(jìn)入硬土層，測(cè)斜管管底到埋設(shè)地面高度記為H，路基坡腳寬度記為B,按照監(jiān)測(cè)頻率記錄測(cè)斜數(shù)據(jù)；

路基填土至預(yù)壓高度的時(shí)間記為第0天，測(cè)量得到的沉降值記為S₀，進(jìn)入預(yù)壓期后第t天測(cè)量得到的沉降值記為S_t；

B.擬合側(cè)向變形引起的沉降量的變形規(guī)律：

1)基于路基邊坡坡腳處兩側(cè)的測(cè)斜管得到的數(shù)據(jù)求得進(jìn)入預(yù)壓期t時(shí)刻下側(cè)向變形引起的路基中心沉降S_側(cè)t；進(jìn)入預(yù)壓期當(dāng)天測(cè)量得到的側(cè)向變形引起的路基中心沉降記為S_側(cè)0；

通過下式：

或

或

可以求的系列數(shù)據(jù)S_側(cè)t、S_側(cè)0；

2)采用雙曲線模型擬合S_側(cè)t：

上式可變?yōu)椋?/p>