[发明专利]一种沟谷状高填方地基多场耦合监测系统的实施方法

说明书

本发明公开了一种沟谷状高填方地基多场耦合监测系统的实施方法，包括沟谷状高填方地基内部变形场、应力场、水分场等监测系统的总体布置实施方法、高填方地基表面变形场的布置实施方法、高填方施工参数、环境变化参数的获取实施方法、基于大量监测数据提出的工后沉降多因素回归分析方法及土方增量估算方法等。本发明一种沟谷状高填方地基多场耦合监测系统的实施方法，系统的解决了高填方地基多场耦合原位监测系统的布置实施方法和工后沉降多因素回归预测分析方法、土方增加量的预估等问题。

技术领域

本发明属于高填方工程信息化施工技术领域，具体涉及一种沟谷状高填方地基多场耦合监测系统的实施方法。

背景技术

近年来，由于交通和基础设施需求突增，尤其是机场、高铁、“填沟造地、上山建城”等工程的大规模建设，在沟壑纵横的山区多采用高填方施工，其施工期安全性和工后长期稳定性是工程成败的关键，也是我国岩土工程领域研究的重点课题。然而，山区高填方存在诸多岩土工程问题，如：场区内地形地质条件复杂、地基的水敏性及处理问题、填方与挖方交接面的处理问题、暗穴的处理问题、坡面防水及处理问题、工后沉降及差异沉降的预测问题、信息化施工等问题。因此，高填方工程地质条件的复杂性和区域差异性，整个场地施工不是一点一处试验所能完全解决的，另外考虑到目前地基变形理论计算与实际的差异以及地质勘察所掌握的工程地质信息的局限性，对工程段进行多场耦合监测加之快速分析，对于实现高填方信息化施工，动态修改、完善设计和施工方案，是保证工程经济、安全、可靠、顺利完成的重要保证。

目前，针对高填方地基中存在的上述岩土工程问题，多采用原位监测方法来达到信息化施工的目的。然而，对于高填方地基稳定性分析方法存在以下问题：

(1)由于地层岩性的复杂性，高填方体的变形规律远非一种土体本构模型所能描述，室内“微元体”岩土力学试验、大尺度模型试验、离心模型试验等均难以模拟现场的复杂工程地质及水文地质条件，难以准确获取土体的本构参数，且与实际相差甚远；

(2)大量的理论分析的边界条件和假定与实际不符，“沟谷状”山区高填方广泛存在“拱效应”，填土体的实际“应力场”与弹性半无限空间假定存在极大差异；

(3)以往的原位监测忽略了施工期间的加载过程、边界条件的动态变化的分析，实际上，施工期加载速率、填料的初始饱和度(含水率和压实度的函数)、碾压施工方法等对高填方的工后变形起着决定性作用；

(4)高填方施工区改变了原有的地形地貌，地表径流和地下水渗流路径，也必将对研究区域的“水”环境产生影响，而以往的关于路基或地基中“水分场”的监测及其演化过程对地基稳定性的影响被忽略或粗略估计，往往导致工程事故发生；

(5)大多数工程无经验积累，基本停留在宏观变形规律随时间变化的一维分析上，严重缺乏对高填方地基变形稳定性的细观形成机制分析和时空规律多维度、多场耦合的分析方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种沟谷状高填方地基多场耦合监测系统的实施方法，其基于原位监测，辅助相应的检测手段，全面掌握动态施工信息和土-水环境变化规律。

本发明所采用的技术方案是，一种沟谷状高填方地基多场耦合监测系统的实施方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1：基于高填方施工图设计与详细勘察资料，根据沟谷形态、地形地貌特征、水文地质特征，制定总体监测方案，初步确定控制点和监测点的位置，确定填筑体内部、原地基内部的多场耦合监测系统组数、布设位置、测点安装和保护方式；

步骤2：采用测量设备进一步确认监测点的布设方位、监测线路通视情况和控制点的受干扰程度，并修改初步监测设计方案；

步骤3：根据最终监测设计方案，在不受施工和后期建设干扰区域布设二水准控制点；