[发明专利]一种基于数值计算的湿陷性地层湿陷变形量的评价方法

说明书

本发明提供一种基于数值计算的湿陷性地层湿陷变形量的评价方法，包含如下步骤：步骤一：根据工程地质勘测资料，获得场地的地层岩性、湿陷性地层的深度和拟建建筑物的位置，然后建立几何模型，对场地土样开展室内试验，获取各层土体的原始物理力学参数；步骤二：依据步骤一建立的几何模型和获取的各层土体的原始物理力学参数，建立数值计算模型。本发明在湿陷性土上建设建（构）筑物的变形计算中，既考虑了因为修建建（构）筑物而产生的附加压力作用，又解决了室内试验条件下，湿陷性土参数确定不准确问题，进而可以更为合理的得到因修建建筑物且浸水导致的湿陷性土参数取值，能够稳定、安全且准确的对湿陷性土变形进行评价。

技术领域

本发明涉及土木工程技术领域，具体涉及一种基于数值计算的湿陷性地层湿陷变形量的评价方法。

背景技术

湿陷性土未受水浸湿时一般强度较高，压缩性较小，但在一定压力下受水浸湿，土结构迅速破坏，产生显著附加下沉，强度也迅速降低，对建筑物危害很大。我国的湿陷性黄土分布很广，主要分布在甘肃、宁夏、陕西、山西及河南等地。在湿陷性土场地上进行工程项目建设，需要准确评估湿陷变形量，但常规计算分析方法无法考虑湿陷性土的特殊性，导致计算的湿陷性土的变形量不准确，从而无法准确确定工程处理措施。

发明内容

为了克服现有不能准确确定湿陷性土在精细化数值模拟分析，无法确定计算模型及土体采用的本构关系，使得湿陷性土不能准确确定湿陷变形情况的问题，本发明提供一种基于数值计算的湿陷性地层湿陷变形量的评价方，本发明在湿陷性土上建设建（构）筑物的变形计算中，既考虑了因为修建建（构）筑物而产生的附加压力作用，又解决了室内试验条件下，湿陷性土参数确定不准确问题，进而可以更为合理的得到因修建建筑物且浸水导致的湿陷性土参数取值，能够稳定、安全且准确的对湿陷性土变形进行评价。

本发明采用的技术方案为：

一种基于数值计算的湿陷性地层湿陷变形量的评价方法，包含如下步骤：

步骤一：根据工程地质勘测资料，获得场地的地层岩性、湿陷性地层的深度和拟建建筑物的位置，然后建立几何模型，对场地土样开展室内试验，获取各层土体的原始物理力学参数；

步骤二：依据步骤一建立的几何模型和获取的各层土体的原始物理力学参数，建立数值计算模型，对几何模型中湿陷性地层的竖向位移及应力进行判定并选择等效竖向应力；

步骤三：根据步骤二得到湿陷性土层内的等效竖向应力，将其作为实际压力值对湿陷性土进行室内压缩试验；

步骤四：根据步骤三确定的压力值进行室内压缩试验，将等效竖向应力设置为试验的法向应力，得到该压力下对应的湿陷系数；

步骤五：根据步骤四得到对应于上覆压力的湿陷系数，得到该层湿陷性土在浸水状态下的等效变形量值；

步骤六：根据步骤五得到的等效变形量值，以等效变形量为目标值，以等效模量为反演值，可得到在步骤四确定的等效竖向应力下，湿陷性地层模量的等效值；

步骤七：步骤六中得到的湿陷性地层模量的等效值评价湿陷性土的湿陷变形情况。

所述的步骤一中，土体的原始物理力学参数至少包括各土层的重度、抗剪强度参数、模量及泊松比。

所述的步骤二中，建立数值计算模型，然后确定数值计算模型的边界，然后进行网格划分、边界约束，进行地应力的计算分析，对几何模型中湿陷性地层的竖向位移及应力进行判定并选择。

所述的步骤三中，得到湿陷性土层的等效竖向应力的方法为：将应力等值线按至少1条/m进行设置，等效竖向应力值取各等值线数值的平均值，根据该应力值及室内压缩试验土样面积，计算得到作用于土样上的竖向压力值，得到湿陷性土层的等效竖向应力。

所述的步骤四中，依据确定的湿陷压力进行室内压缩试验，得到该地层对应的等效湿陷系数；