[發(fā)明專利]一種吹填土沉降預測方法

有效

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• 申請日: 2021-07-29
• 公開（公告）號: CN113486567B
• 公開（公告）日: 2023-04-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 袁進科;陳杰
• 申請（專利權(quán)）人: 成都理工大學
• 主分類號: G06F30/25
• 分類號: G06F30/25;G06F30/23;G06F30/13;G01D21/02;G06F119/14
• 代理公司: 北京正華智誠專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11870
• 代理人: 楊浩林

1.一種吹填土沉降預測方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：基于待測土體進行離心機模擬試驗，獲取待測土體的土體壓力和位移量；

S2：構(gòu)建PFC數(shù)值模擬模型，獲取待測土體的實際沉降量；

S3：根據(jù)待測土體的土體壓力和位移量，進行沉降量分析；

S4：利用對數(shù)曲線法和半經(jīng)驗公式法，根據(jù)待測土體的實際沉降量和沉降量分析的結(jié)果得到的沉降預測模型進行沉降量預測；

所述步驟S4中，利用沉降預測模型預測整個區(qū)域的土體平均沉降量，計算施工期T完成后的沉降量s_t的計算公式為：

s_t＝S_d+S_ct＝_∞[1-Aexp(-)]+S_dAexp(-)

其中，t₂-t₁＝t₃-t₂，S_d表示瞬時沉降量，S_ct表示固結(jié)過程中土體任意時刻的變形量，s_∞表示最終沉降量，A表示一維固結(jié)理論近似值B表示時間參數(shù)，exp(·)表示指數(shù)函數(shù)，t₁、t₂和t₃分別表示實測的早期s-t曲線的三個時間，s_t1表示實測的早期s-t曲線t₁時刻的沉降量，s_t2表示實測的早期s-t曲線t₂時刻的沉降量，s_t3表示實測的早期s-t曲線t₃時刻的沉降量；

所述步驟S4中，利用沉降預測模型預測整個區(qū)域中單個位置的土體沉降量，計算所求時刻的次固結(jié)累積沉降量S_a的計算公式為：

其中，γ＝-0.0009³+0.0083²-0.0149+0.0522，H₀表示所求土層的厚度，γ表示沉降系數(shù)，t₁和t₂分別表示次固結(jié)開始時刻和所求時刻，e0表示初始孔隙比，t表示固結(jié)歷時。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的吹填土沉降預測方法，其特征在于，所述步驟S1包括以下子步驟：

S11：將離心機模型的材料、密度和分布范圍與待測土體的材料、密度和分布范圍設(shè)為一致，并在離心機模型內(nèi)安裝壓力傳感器和位移傳感器；

S12：將離心機模型置于離心機中，將離心機的離心加速度增加至和待測土體的自重力一致，通過傳感器獲取土體壓力和位移量。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的吹填土沉降預測方法，其特征在于，所述步驟S2包括以下子步驟：

S21：根據(jù)待測土體的分布特征將其分為上層土和下層土，并分別在對上土層表面和下土層中間設(shè)置追蹤點；

S22：利用離散元顆粒流軟件獲取追蹤點的位移軌跡，得到待測土體的實際沉降量。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的吹填土沉降預測方法，其特征在于，所述步驟S3包括以下子步驟：

S31：在離心機內(nèi)進行待測土體的自重固結(jié)試驗，得到自重固結(jié)土體，并根據(jù)土體壓力計算自重固結(jié)土體的孔隙比e，其計算公式為：

e＝e₀-λlnσ

其中，e₀表示初始孔隙比，σ表示壓縮應(yīng)力，表示壓縮指數(shù)；

S32：根據(jù)自重固結(jié)土體的孔隙比e計算自重固結(jié)土體的最終沉降高度S_c和固結(jié)過程中土體任意時刻的變形量S_ct，并將其作為沉降分析的結(jié)果，其計算公式分別為：

S_c＝-L_m

S_ct＝_ZS_c

其中，L表示土樣的高度，L_m表示土樣的最終高度，U_Z表示平均固結(jié)度。