[发明专利]一种吹填土沉降预测方法

说明书

本发明公开了一种吹填土沉降预测方法，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。本发明研究土体的沉降规律。基于现场地基原型制作离心模型，通过大型土工离心机试验，便于分析土体沉降演化过程中的沉降规律和特性。

技术领域

本发明属于土体检测技术领域，具体涉及一种吹填土沉降预测方法。

背景技术

我国土地面积虽大，但人均可用土地面积分布不均匀，西部幅员辽阔，东部人口稀少，特别是东部沿海地区。为了缓解“少地多人”的局面，沿海地区开始研究围垦技术，利用沿海滩涂或直接通过围垦土地来达到大面积增加土地的目的。国外已有吹填造陆的典型案例，例如，日本为了工业、交通、住宅等方面的发展，大力发展吹填造陆，建立了神户人工岛、关西国际机场等，东京湾、伊势湾、大阪湾等20多个新型工业中心均建立在新陆上。迪拜为了旅游业，人工填海了一座漂亮岛屿棕榈岛。国内也有许多吹填造陆案例，例如，香港1995造陆面积占香港总面积的5.7％，九龙半岛、观塘、启德机场等均为早期造陆形成。近年来，中国对南沙多个岛礁进行吹沙填海，形成了南海最大人工岛美济岛。

目前，吹填土地基处理方法一般采用真空预压技术。该方法会让土在短时间内拥有一定的强度，但其整体工程性质依然很差。吹填土的特点体现了吹填土的流变性。由土的流变造成地基的不均匀沉降时有发生。如若天津港输气管道因地基沉降发生挤压变形，最终导致天然气泄漏，后果将不堪设想。因此，对吹填土沉降研究很有必要。

发明内容

本发明的目的是为了解决土体沉降预测的问题，提出了一种吹填土沉降预测方法。

本发明的技术方案是：一种吹填土沉降预测方法包括以下步骤：

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。

进一步地，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。

进一步地，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。

进一步地，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，λ表示压缩指数；