[發明專利]一種吹填土沉降預測方法

有效

• 申請號: 202110861633.1
• 申請日: 2021-07-29
• 公開（公告）號: CN113486567B
• 公開（公告）日: 2023-04-11
• 發明（設計）人: 袁進科;陳杰
• 申請（專利權）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所(普通合伙) 11870
• 代理人: 楊浩林

本發明公開了一種吹填土沉降預測方法，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：構建PFC數值模擬模型，獲取待測土體的實際沉降量；S3：根據待測土體的土體壓力和位移量，進行沉降量分析；S4：利用對數曲線法和半經驗公式法，根據待測土體的實際沉降量和沉降量分析的結果得到的沉降預測模型進行沉降量預測。本發明研究土體的沉降規律。基于現場地基原型制作離心模型，通過大型土工離心機試驗，便于分析土體沉降演化過程中的沉降規律和特性。

技術領域

本發明屬于土體檢測技術領域，具體涉及一種吹填土沉降預測方法。

背景技術

我國土地面積雖大，但人均可用土地面積分布不均勻，西部幅員遼闊，東部人口稀少，特別是東部沿海地區。為了緩解“少地多人”的局面，沿海地區開始研究圍墾技術，利用沿海灘涂或直接通過圍墾土地來達到大面積增加土地的目的。國外已有吹填造陸的典型案例，例如，日本為了工業、交通、住宅等方面的發展，大力發展吹填造陸，建立了神戶人工島、關西國際機場等，東京灣、伊勢灣、大阪灣等20多個新型工業中心均建立在新陸上。迪拜為了旅游業，人工填海了一座漂亮島嶼棕櫚島。國內也有許多吹填造陸案例，例如，香港1995造陸面積占香港總面積的5.7％，九龍半島、觀塘、啟德機場等均為早期造陸形成。近年來，中國對南沙多個島礁進行吹沙填海，形成了南海最大人工島美濟島。

目前，吹填土地基處理方法一般采用真空預壓技術。該方法會讓土在短時間內擁有一定的強度，但其整體工程性質依然很差。吹填土的特點體現了吹填土的流變性。由土的流變造成地基的不均勻沉降時有發生。如若天津港輸氣管道因地基沉降發生擠壓變形，最終導致天然氣泄漏，后果將不堪設想。因此，對吹填土沉降研究很有必要。

發明內容

本發明的目的是為了解決土體沉降預測的問題，提出了一種吹填土沉降預測方法。

本發明的技術方案是：一種吹填土沉降預測方法包括以下步驟：

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：構建PFC數值模擬模型，獲取待測土體的實際沉降量；

S3：根據待測土體的土體壓力和位移量，進行沉降量分析；

S4：利用對數曲線法和半經驗公式法，根據待測土體的實際沉降量和沉降量分析的結果得到的沉降預測模型進行沉降量預測。

進一步地，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、密度和分布范圍設為一致，并在離心機模型內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。

進一步地，步驟S2包括以下子步驟：

S21：根據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。

進一步地，步驟S3包括以下子步驟：

S31：在離心機內進行待測土體的自重固結試驗，得到自重固結土體，并根據土體壓力計算自重固結土體的孔隙比e，其計算公式為：

e＝e₀-λlnσ

其中，e₀表示初始孔隙比，σ表示壓縮應力，λ表示壓縮指數；