应用沉降速率法计算软土路堤剩余沉降

应用沉降速率法计算软土路堤剩余沉降 应用沉降速率法计算软土路堤剩余沉降 第25卷 2003年 第2期 3月 岩土工程 ChineseJournalofGeotechnica]EIlgineeriIlg Vo1.25No.2 Mar.,2003 .jl短文鼍 带带带 应用沉降速率法计算软土路堤剩余沉降 Applicationofrateofsettlementtoevaluateresidualsettlement ofembankmentonsoftsoilground 刘吉福,陈新华 (1.广东省盛工程有限公司岩土分公司,广东广州510230;2.广东省公路建设公司,广东广州510620) 中图分类号-TU433;U416.12文献标识码:A文章编号:1000—4548(2o03)一0233—03 作者简介:刘吉福(1971一),男,山东阳谷人,硕士,工程师,主要从事高速公路软基处 科研等工作. 理施工,监测, O引言 随着我国经济的快速发展,沿海地区高速公路建 设规模增长迅速.沿海地区存在深厚软土,修建高速 公路时多采用排水固结软基处理 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 .路基工后沉降 过大可能造成桥头跳车,路面积水,混凝土路面开裂等 危害.为了避免桥头跳车等危害,施工路面之前的剩 余沉降应当小于允许工后沉降.如何简便,可靠地确 定剩余沉降一直是个难题.根据早期建设的深汕高速 公路的实践,广东地区高速公路建设者总结出了"当沉 降速率小于等于5咖n/月时施工路面,剩余沉降满足 工后沉降要求"的经验,其后建设的多条高速公路均采 用该沉降速率 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 控制剩余沉降,并称之为沉降速率 法.本文对沉降速率法从理论上予以解释,并讨论了 其适用条件. 1沉降速率与剩余沉降关系 1.1均质地基一级瞬时施加荷载时 对于均质地基,当只有一级瞬时施加的荷载,则t 时的平均固结度的普遍表达式为… . = 1一口e一,(1) 式中口,见表1. t时的沉降量为 S=(5一5.)(1一口e一辟),(2) 式中s,s.分别为最终沉降和瞬时沉降. t时的沉降速率为 = 等=(5一5.)e,.(3) t时的剩余沉降为 5=(5一5.)(1一U)=(5一S.)口e一.(4) 由式(3),(4)可知 = S,(5) 因此,由t时的沉降速率可以得到对应的剩余沉降量, 由剩余沉降量也可以得到对应的沉降速率. 表1:~lel条件下的a.值 Table1Valuesof口andunderdifferentconditions H为竖向排水距离;C为竖向固结系数;Ch为水平向固结系数;n 为井径比;d.为等效圆直径;F(n):Inn一;Q为砂井长度 凡一1,l 与压缩层厚度的比值;R为土柱体半径. 1.2均质地基多级荷载时 设t时已经施加n级荷载,则t时的沉降量为 S.=?(5一S.)(1一ore一),(6)i=I t时的沉降速率为 = 卢?(S一S.)口e一,(7)i;1 t时的剩余沉降为 S=:(5i一5Di)ae-/t.(8) 百 由式(7),(8)可得到式(5). 其 等速加载可以等同于若干级瞬时施加的荷载,推导过程与多级瞬时施加荷载情况相同. 1.3均质地基砂井未贯穿压缩层时 设,分别对应砂井长度和砂井以下黏土层 厚度;口.,卢.和口:,分别对应砂井范围,砂井以下黏 收稿日期:20一07—29 岩土工程2003年 土;Q=瓦.对于一级瞬时施加荷载l时的沉降 量为 = (5一5D)[Q(1一口le-#-')+ (1一Q)(1一口e一')],(9) t时的沉降速率为 =(5一SD)[plQ;口le-#-'+(1一Q)口2e一'], (10) t时的剩余沉降为 S=(5一5D)[le-#-'+(1一Q)口2e一'],(11) 因此,此时式(5)不成立.多数工程Q较大,近似有 =(5一SD)le-#--,(12) S=(5一5D)le-'.(13) 由式(12),(13)可得到式(5).对于多级荷载,推 导过程类似,此略. 1.4均质地基未设砂井时 无砂井,仅有竖向排水固结时,一级瞬时施加荷载 的平均固结度精确公式为 一 塞1exp(一t) = 1一?口e一(14) Ut>30%时,式(14)可以近似表达为式(1),从而 得到式(5);Ut<30%时,存在多个不同的p值,式(5) 不成立.' 1.5地基内存在多种土层时 (1)压缩层内存在强透水层时 由于砂层等强透水层压缩变形完成迅速,可以计 人5.中,因此,强透水层不影响式(5)的成立. (2)压缩层内存在,1种黏性土层时 压缩层内存在种黏性土层时,对于一级瞬时施 加的荷载,t时的沉降量为 S.=?(5一5Di)(1一口ie唧),(15) t时的沉降速率为 Vs=?(5一S.)e一,(16) t时的剩余沉降为 S=?(5—S.)口e一即,(17) 此时式(5)不成立.如果除第i种黏土外,其他黏土层 厚度较小时,沉降速率和剩余沉降近似简化为 =(5—SD)口e一,(18) 5=(5i—SDI)口ie一.(19) 由式(18),(19)可得到式(5). 如果各种黏性土固结系数差别不大,可按各种黏 性土的厚度进行加权平均求得固结系数,视作均质土, 式(5)也近似成立. 对于多级荷载,推导过程类似,此略. 2Vs=S关系式影响因素 由上述推导可知,砂井下部压缩层较厚时,压缩层 由厚度差别不大,固结系数差别较大的黏性土层组成 时,未设砂井且固结度小于3o%时,式(5)不成立,其 他情况式(5)成立或近似成立.强透水层的存在不影 响式(5)的成立. 由上述推导过程可知,当式(5)成立或近似成立 时,沉降速率与剩余沉降的关系与最终沉降,加载情 况,地层结构等无关,只需根据沉降监测资料即可较可 靠地确定剩余沉降.如果已知允许剩余沉降量,可以 计算得到对应的沉降速率标准,施工监测可以根据该 沉降速率标准判定是否满足工后沉降的要求.根据目 前的沉降速率也可以得到剩余沉降量. 由式(5)等可见,沉降速率标准与允许工后沉降, 砂井间距,井径比,固结系数等有关.当上述参数不同 时,沉降速率标准可能不同,不可固守5mm/月的经验 标准. (4)上述 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 均未考虑次固结的影响,根据式(5) 确定的沉降速率控制,实际工后沉降可能大于允许工 后沉降,因此,实际沉降速率标准应适当小于式(5)计 算所得沉降速率. 3计算方法 3.1根据固结系数计算p 根据室内试验或原位试验确定的固结系数C和 C,计算得到p,应选取厚度较大的黏性土层中的固结 系数或各种黏性土的固结系数进行小值平均. 3.2根据沉降资料反算p 可以根据前几级荷载下的沉降监测资料反算p. 设5l,52和53分别是施加第,l级荷载后tl,t2和t3 时的沉降,第1,2,…i,…,,l级荷载施加至t.时刻的 持续时间为r.,r,…,,…,,则有 Sl=?(S—SD)(1一o/e'广'.)i=l S2=?(5一SD)(1一o/eri+'.)i=l S3=?(5—SD)(1一o/e一rf+'.)f=l 可得到 ,(20) 第2期刘吉福,等.应用沉降速率法计算软土路堤剩余沉降 一 sl:e"l(s—s.i)(口e一^…21 $3-$2:.嘶:_10)(s一s.i)(一,)j' (21) 如果t一t,=t,一t.,由式(21)可得 : B(t2-tt) ,(22)Is 3一Is2一'," 因此,由第n级荷载后间隔时间相同的3个时刻的沉 降可以计算出p. 从上述推导过程可知,该方法适用于多级加荷,但 tl,t2和t3之间不得有加荷.时间间隔At=t3一t2= t一t.较大时,计算p的准确性增大.当压缩层内含 有多种黏性土层时,该方法计算得到的p综合反映了 各种黏性土的固结特性.因此,以该种方法得到的p 最为合理.. 由第2节推导可以看出,如果q=H./(H.+) 较小,存在两个不同的p,式(5)不再成立.此时,可以 分别测定砂井部分,砂井以下部分的压缩量和压缩速 率,分别确定p和剩余沉降等. 3.3根据孔压资料反算p 可以根据前几级荷载下的孔压监测资料反算p. 设".,"分别是施加第n级荷载后t.和t时的孔压, 第1,2,…,i,…,n级荷载施加至t.时刻的持续时间 为rl,r2,…,,…,rn,则有 Ul= ?"一'l0】厶"me'..f=l U2= ?"一'20】厶"l?e'" 由式(23)可得 :e一一. U2 因此,由施加第n级荷载后的t.和t时的孔压可以计 算出p. 从上述推导过程可知,该方法适用于多级加荷,但 tl和t2之间不得有加荷.时间间隔At=t2一tl较大 时,计算p的准确性增大.该法可以根据不同深度处 的孔压资料反算p,应选取厚度度较大的黏性土层中 的p或进行小值平均. 由不同时段的沉降,孔压资料反算的p不完全相 同,可以采用统计理论处理后确定.一 4工程实例 深汕高速公路第4标段软土深厚,软黏土土质均 匀,采用袋装砂井排水固结软基处理方案,袋装砂井直 径d=7em,间距d=130em,等边三角形布置.袋装 砂井打穿软土层.统计显示,Ch=1.0×10一c/s. 考虑次固结影响因素,采用S=10em计算沉降速率. 软土较厚,可以忽略不计竖向固结作用,计算得d= 1.05d=136.5em;n=19.5;F(n)=2.289;p= Q,1 =1.926×10,s,;Vs=Is卢=4.993月. 计算结果与深汕高速公路的经验标准十分接近. 5结语 (1)多数情况下,Vs=Sp成立或近似成立,利用 沉降速率判定工后沉降是否满足要求是有理论依据 的,可以由沉降速率得到剩余沉降. (2)p与加固方案参数,地质条件等有关,条件差 别较大的工程不宜采用同样的沉降速率标准. 参考文献: [1]地基处理手册编写委员会.地基处理手册[M].北京:中国 (24)建筑工业出版社,1988.73—74. 《土的弹塑性理论基础》简介 刘祖典,党发宁编着的《土的弹塑性理论基础》一 书 关于书的成语关于读书的排比句社区图书漂流公约怎么写关于读书的小报汉书pdf ,已由 世界图书出版公司2002年出版发行,书号为ISBN7—5062— 3887一X/S?79.该书由原陕西机械学院油印教材《土的弹塑性 变形理论基础》改编而成,已作为研究生教材在西安理工大学 岩土工程专业使用l0多年,针对我国目前研究生培养的实际 情况,从简到难,循序渐进地引入了土的塑性变形理论. 全书共分11章, 内容 财务内部控制制度的内容财务内部控制制度的内容人员招聘与配置的内容项目成本控制的内容消防安全演练内容 包括:序论;应力应变及其不变量;土 的线弹性应力应变关系;土的应力应变路径;土的变形特性;土 的非线性弹性本构关系;土的物态全界面;土的弹塑性特性;屈 服与破坏准则;土的弹塑性本构关系;饱和土固结问题. 本书可作为土木工程,水利工程,铁道工程和交通工程等 学科研究生教材,也可作为此类部门技术人员,研究人员,高校 教师和高年级本科生的学习参考书. 购书者请直接与西安理工大学岩土工程研究所党发宁联 系;邮编:710048;E—mail_*aangfn@mail.xaut.edu.cII (党发宁供稿) ,?lL,?J, ee 口口 ,, ?? 一一 一一 ee ==