[发明专利]湿陷性黄土路基工后沉降的分析预测方法

权利要求书

1.湿陷性黄土路基工后沉降的分析预测方法，其特征在于，该方法通过计算机运行，采用有限元软件ANSYS进行流变分析计算，其包括如下步骤：

1)建立湿陷性黄土路基的整体计算模型，其中路基包括经处理的路堤(1)和复合地基(2)，以及未经处理的原状土层(3)，复合地基(2)和原状土层(3)组成地基；计算模型按待分析的具体湿陷性黄土路基资料所给的实际截面尺寸建模；路基的工后沉降由路堤(1)和复合地基(2)的瞬时沉降以及原状土层(3)的流变组成；

2)确定计算模型对原状土层(3)的进行流变分析计算和对复合地基(2)进行瞬时沉降计算时采用的原则和初始参数；

3)根据流变力学理论，确定能够适用于湿陷性黄土特性的湿陷性黄土流变本构模型；

4)结合主固结与次固结的理论，对湿陷性黄土流变本构模型进行简化得到实际流变模型；

5)依据具体湿陷性黄土路基资料所给的数据，选取确定实际流变模型参数，结合路堤(1)和复合地基(2)的瞬时沉降，得出湿陷性黄土路基工后沉降与时间的对应关系。

2.如权利要求1所述的湿陷性黄土路基工后沉降的分析预测方法，其特征在于，所述的计算模型采用路基横截面的二维模型。

3.如权利要求1所述的湿陷性黄土路基工后沉降的分析预测方法，其特征在于，所述的计算模型采用的原则包括：

a.路基土中的初始应力场由模拟实际开挖或填土过程后得到，并在此基础上将位移场置零后施荷载以计算相应的流变值；

b.流变分析计算中的边界条件为：复合地基(2)横截面上左右边界为位移约束，下边界为全约束；

c.湿陷性黄土的土体采用非线性流变材料，复合地基(2)弹性模量取值采用复合模量法；

d.计算湿陷性黄土的流变时湿陷性黄土的厚度大于20m。

4.如权利要求1所述的湿陷性黄土路基工后沉降的分析预测方法，其特征在于，所述的湿陷性黄土流变本构模型能够表示为：

ϵv=ϵe+ϵve+ϵvp={1EH+1Ek1[1-exp(-Ek1ηk1t)]+1Ek2[1-exp(-Ek2ηk2t)]}σ]]>

+(1EM+1ηM)(σ-σs)+[(σ-σsA0)m0+(σ-σsAt)mtβ]]]>

式中：ε_v为湿陷性黄土的瞬时弹性应变；ε_ve为湿陷性黄土的粘弹性应变；ε_vp为湿陷性黄土的粘塑性应变；E_H，E_k1，E_k2，E_M分别为弹簧常数；η_k1，η_k2，η_M分别为粘性系数；t为时间参数；σ为应力；(σ-σ_s)为应力差；A₀为初始应力接触面积；A_s为t时间是的应力接触面积；m，β分别为经验计算参数。