[发明专利]基于灰色系统的建筑废弃物路基永久变形正交预估方法

权利要求书

1.一种基于灰色系统的建筑废弃物路基永久变形正交预估方法，其特征在于，具体按照以下步骤进行：

S1，确定路基永久变形的影响因素及研究水平，影响因素分别为含水率、压实度、围压和偏应力；

S2，设计四因素三水平的正交试验，模拟不同工况；

S3，以建筑废弃物路基填料制作试件，开展动三轴试验，得到模拟不同工况的试件的永久变形值；

S4，利用灰色理论计算各试件的永久变形值与各影响因素间的关联度，按照关联度数值大小对各因素影响程度进行排序，各因素对建筑废弃物路基永久变形值的影响程度排序为：偏应力＞含水率＞压实度＞围压；

S5，根据影响因素的灰色关联度计算结果，构建路基永久变形预估模型，见式(1-1)，

其中，ε_p表示建筑废弃物路基永久变形，α₁、α₂、α₃、α₄、α₅、α₆均为模型参数，N为加载次数，K为压实度，σ_oct为体应力，σ₁为主应力，σ₃为围压，σ_atm为参考应力，指大气压强，τ_oct为八面体剪应力，w为实际含水率，w_omc为最佳含水率；采用EXCEL软件，通过规划求解功能中的非线性回归方法，利用步骤3中永久变形正交试验结果对路基永久变形预估模型进行拟合获取模型参数，从而采用式(1-1)预估步骤S3中建筑废弃物路基在其它工况下的永久变形值；

所述步骤S2中，四因素三水平的正交试验中，含水率取0.9OMC、1.0OMC、1.1OMC，其中OMC为填料最佳含水率；压实度取90％、93％、96％，围压取12kPa、28kPa、42kPa，偏应力取28kPa、48kPa、69kPa；

所述步骤S4中，利用灰色理论计算各试件的永久变形值与各影响因素间的关联度，具体按照以下步骤进行：

S31，将各试件的永久变形值作为参考序列，记为X₀＝{x₀(k),k＝1,2,...n}，影响因素作为比较序列，记为X_i＝{x_i(k),k＝1,2,...n}，首先按式(2-1)进行标准化无量纲处理：

表示比较序列经标准化无量纲处理后的数值，表示参考序列经标准化无量纲处理后的数值，k为对应的工况编号，i为影响因素编号；

S32，按式(2-2)计算接近度：

其中，Δ_i(k)为第k种工况下经标准化无量纲处理后影响因素i与永久变形的接近度；

S33，按式(2-3)计算关联系数：

其中，ξ_i(k)为第k种工况下影响因素i与永久变形的关联系数，Δ_min为按式(2-2)计算得到的所有接近度值中的最小值，Δ_max为按式(2-2)计算得到的所有接近度值中的最大值，ρ为敏感系数，取0.5～0.6；

S34 ，按式(2-4)计算试验结果与各影响因素间的关联度：

其中，γ_i为永久变形与影响因素i的关联度，n为工况总数；

所述步骤S3中，得到不同工况下各试件的永久变形值，具体为：根据所选建筑废弃物填料粒径范围确定试件尺寸，通过击实试验获得材料的最大干密度与最佳含水率，按所设计的正交试验方案中的目标含水率与压实度制作试件；采用动三轴仪对试件施加不同围压与偏应力，间歇式加载多次后，得到试件永久变形值。

2.根据权利要求1所述的一种基于灰色系统的建筑废弃物路基永久变形正交预估方法，其特征在于，间歇式加载频率为1Hz，其中0.2s加载，0.8s间歇，以第10000次加载后的结果作为试件永久变形值。

3.根据权利要求1所述的一种基于灰色系统的建筑废弃物路基永久变形正交预估方法，其特征在于，所述步骤S5中，根据永久变形正交试验结果拟合路基永久变形预估模型参数时，取第100、300、500、700、900、1000、2000、3000、4000、5000、6000、8000、10000次加载后的试验结果进行拟合。