[发明专利]软土区公路路基沉降预测系统

说明书

技术领域

本发明涉及公路路基工程施工领域，具体涉及一种路基沉降预测方法。

背景技术

工程经验表明，侧向变形与沉降变形具有相关性：侧向变形越大，沉降越大。然而，现有技术中侧向变形一般只是用来评价路基的稳定性，却没有被用来预测路基沉降计算。如专利文献CN 202710028 U公开了一种变形预测系统，包括水准仪、数据传输模块、高程计算模块、沉降量及沉降速率计算模块、沉降曲线图绘制模块及灰色预测模块；所述的水准仪、数据传输模块、高程计算模块、沉降量及沉降速率计算模块、沉降曲线图绘制模块及灰色预测模块依次相连。该系统在计算时也仅仅考虑了沉降数据。

测斜管监测由于费用较高，一般设置在高填土的横断面上，作为评判监测路基填筑过程是否稳定的一个指标。对于高填土的横断面，其侧向变形引起的沉降往往较大，因而，如何考虑侧向变形引起的沉降是高填土断面预测路基沉降的一大难题。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种测算更为准确的软土区公路路基沉降预测系统。

为实现上述发明目的，本发明专利所采用的技术方案是：

软土区公路路基沉降预测系统，包括：数据传输模块、高程计算模块、侧向位移计算模块、沉降量预测模块、沉降曲线图绘制模块；数据传输模块用于将沉降板高程数据和测斜管数据分别传输到高程计算模块、侧向位移计算模块；高程计算模块、侧向位移计算模块计算得到的沉降量数据和侧向位移数据传送给沉降量预测模块处理；沉降量预测模块处预测的结果传递给沉降曲线图绘制模块通过图形和/或数据来显示沉降量预测结果；

所述的沉降量预测模块在处理高程计算模块和侧向位移计算模块的数据；沉降量分为两部分：侧向位移引起的沉降和固结沉降，分别对上述两部分采用数学模型拟合计算；其中，固结沉降的实测数据＝总沉降-侧向位移引起的沉降；侧向位移引起的沉降由测斜管得到的数据进行转换求取。

进一步，还包括：数据库，用于存储沉降数据和预测沉降量；查询单元，输入单元输入需要查询的指定时刻，从数据库中调取指定时刻对应的沉降量，传输到结果输出模块进行显示。

进一步，侧向位移引起的沉降由测斜管得到的数据进行转换求取的方法为：

或

或

C_左t、C_右t分别表示基于测斜管测量的数据得到进入预压期t时刻下的侧向鼓肚子的变形面积，S_侧t表示基于路基边坡坡脚处两侧的测斜管得到的数据求得进入预压期t时刻下侧向变形引起的路基中心沉降，B表示路基横断面两跛脚的距离。

进一步，侧向位移引起的沉降和固结沉降，分别对上述两部分采用数学模型拟合计算的方法是：

侧向位移引起的沉降的规律采用增量双曲线法、或指数曲线法、或Asaoka法进行拟合分析；

固结沉降的实测数据为：监测得到的总沉降-同一时刻侧向位移引起的沉降；固结沉降的实测数据的规律采用增量双曲线法、或指数曲线法、或Asaoka法进行拟合分析；

沉降的规律为：沉降变形＝“侧向位移引起的沉降的规律”+“固结沉降的规律”。

施工时，其数据计算方法如下：

包括如下几个步骤：

A.埋设沉降板及测斜管，记录数据：

路基排水体施工完成后，在路基中部埋设沉降测量装置，采用沉降测量设备测量沉降值，并按照监测频率记录沉降数据；

在路基边坡两侧坡脚处埋设测斜管，测斜管管底进入硬土层，测斜管管底到埋设地面高度记为H，路基坡脚宽度记为B,按照监测频率记录测斜数据；

路基填土至预压高度的时间记为第0天，测量得到的沉降值记为S₀，进入预压期后第t天测量得到的沉降值记为S_t；

B.拟合侧向变形引起的沉降量的变形规律：

1)基于路基边坡坡脚处两侧的测斜管得到的数据求得进入预压期t时刻下侧向变形引起的路基中心沉降S_侧t；进入预压期当天测量得到的侧向变形引起的路基中心沉降记为S_侧0；

通过下式：

或

或

可以求的系列数据S_侧t、S_侧0；

2)采用双曲线模型拟合S_侧t：

上式可变为：