[发明专利]一种吹填土沉降预测方法

权利要求书

1.一种吹填土沉降预测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：基于待测土体进行离心机模拟试验，获取待测土体的土体压力和位移量；

S2：构建PFC数值模拟模型，获取待测土体的实际沉降量；

S3：根据待测土体的土体压力和位移量，进行沉降量分析；

S4：利用对数曲线法和半经验公式法，根据待测土体的实际沉降量和沉降量分析的结果得到的沉降预测模型进行沉降量预测；

所述步骤S4中，利用沉降预测模型预测整个区域的土体平均沉降量，计算施工期T完成后的沉降量s_t的计算公式为：

s_t＝S_d+S_ct＝_∞[1-Aexp(-)]+S_dAexp(-)

其中，t₂-t₁＝t₃-t₂，S_d表示瞬时沉降量，S_ct表示固结过程中土体任意时刻的变形量，s_∞表示最终沉降量，A表示一维固结理论近似值B表示时间参数，exp(·)表示指数函数，t₁、t₂和t₃分别表示实测的早期s-t曲线的三个时间，s_t1表示实测的早期s-t曲线t₁时刻的沉降量，s_t2表示实测的早期s-t曲线t₂时刻的沉降量，s_t3表示实测的早期s-t曲线t₃时刻的沉降量；

所述步骤S4中，利用沉降预测模型预测整个区域中单个位置的土体沉降量，计算所求时刻的次固结累积沉降量S_a的计算公式为：

其中，γ＝-0.0009³+0.0083²-0.0149+0.0522，H₀表示所求土层的厚度，γ表示沉降系数，t₁和t₂分别表示次固结开始时刻和所求时刻，e0表示初始孔隙比，t表示固结历时。

2.根据权利要求1所述的吹填土沉降预测方法，其特征在于，所述步骤S1包括以下子步骤：

S11：将离心机模型的材料、密度和分布范围与待测土体的材料、密度和分布范围设为一致，并在离心机模型内安装压力传感器和位移传感器；

S12：将离心机模型置于离心机中，将离心机的离心加速度增加至和待测土体的自重力一致，通过传感器获取土体压力和位移量。

3.根据权利要求1所述的吹填土沉降预测方法，其特征在于，所述步骤S2包括以下子步骤：

S21：根据待测土体的分布特征将其分为上层土和下层土，并分别在对上土层表面和下土层中间设置追踪点；

S22：利用离散元颗粒流软件获取追踪点的位移轨迹，得到待测土体的实际沉降量。

4.根据权利要求1所述的吹填土沉降预测方法，其特征在于，所述步骤S3包括以下子步骤：

S31：在离心机内进行待测土体的自重固结试验，得到自重固结土体，并根据土体压力计算自重固结土体的孔隙比e，其计算公式为：

e＝e₀-λlnσ

其中，e₀表示初始孔隙比，σ表示压缩应力，表示压缩指数；

S32：根据自重固结土体的孔隙比e计算自重固结土体的最终沉降高度S_c和固结过程中土体任意时刻的变形量S_ct，并将其作为沉降分析的结果，其计算公式分别为：

S_c＝-L_m

S_ct＝_ZS_c

其中，L表示土样的高度，L_m表示土样的最终高度，U_Z表示平均固结度。