高速公路软土地基沉降反演与预测研究

【摘要】： 在软土地基上修建高速公路时，面临的主要问题是稳定和变形。由干路堤设计高度一般只有几米，稳定条件较易满足。所以，对于路堤工程，特别是对路面变形的要求非常严格的高速公路路堤工程，软土地基的沉降变形问题成为路堤建设的关键性土工技术问题。高速公路工后沉降的设计要求很高，相应对软土地基沉降的预测分析精度要求也很高，传统的计算方法已经无法满足这一要求。本文从影响路基沉降的不确定性因素出发，做了一些研究工作。 对于重要工程或重要地段的软土沉降反演计算，采用基于模型辨识的参数反演方法。根据模型辨识的原则和路基沉降的特点，把软土沉降计算模型的辨识分为二个层次：介质形态初步模型的辨识和最优模型的辨识。为了考虑软土次固结作用对软土地基后期影响，在传统考虑弹性、非线性弹性模型的模型类属集合中力口入了Merchant粘弹性模型。 对于一般工程的路基沉降计算，采用基于模型辨识的曲线拟合法。并且基于影响路基沉降分析的不确定性荷载因素，对车辆荷载及填土荷载逐级施加两种情况进行了量化分析：依据太沙基固结理论，推导了两种情况下的土层平均固结度公式，由此分析和讨论了不确定性荷载因素影响下路基固结的特性。在考虑填土荷载逐级施加情况的基础上，对指数法进行了改进。 结合徐宿高速公路，进行了基于模型识别的路基沉降反演预测和各类曲线拟合法预测工后沉降的计算，通过计算验证了模型识别反演预测思路和方法的适用性和改进指数法预测路基工后沉降的有效性和合理性。