[发明专利]一种获取路基土地基系数的数值模拟方法

说明书

本发明公开了一种获取路基土地基系数的数值模拟方法，在PFC3D软件中实现，包括以下步骤：（1）路基土模型与压板模型构建：包括PFC3D软件中路基土离散元颗粒模型构建、PFC3D软件和SolidWorks软件中路基土模型边界墙构建、SolidWorks软件中压板模型构建；（2）压板加载过程模拟：包括填细砂过程模拟、预加荷载过程模拟和正式加载过程模拟；（3）路基土地基系数计算。本方法提供了一种在PFC3D软件中模拟地基系数测量试验的方法，在实际工程或技术研究中可与其他路基土离散元方法相结合，例如先在PFC3D中模拟路基土压实过程，再应用此方法获取压实后路基土的地基系数K30，从而判断压实效果。

技术领域

本发明涉及一种获取路基土地基系数的数值模拟方法，属于道路工程或土建领域。

背景技术

对路基土之类的不连续介质，采用离散元法进行数值仿真是一条有效途径。在PFC3D软件中，用小球作为不连续介质的基本单元，标定小球之间的微观接触参数，模拟不连续介质在外部作用下的各类变化。地基系数K30表征土体在平面压力作用下可压缩性的大小，用直径为300mm的刚性承载板进行静压平板载荷试验，取第一次加载测得的压板压强—竖直沉降位移曲线上沉降为σ＝1.25mm所对应的压强P (MPa)，按计算得出，可用于判断土体的承载能力。本发明所公开的一种获取路基土地基系数K30的数值模拟方法，用 PFC3D自带建模工具构建部分模型，并导入SolidWorks软件中所建部分模型，在PFC3D软件中模拟地基系数测试全过程，最终获取路基土的地基系数。当前，离散元数值仿真方法在道路岩土领域的应用不断拓展，但地基系数的获取仍以现场实测为主，缺乏应用离散元软件获取路基土地基系数的方法。

发明内容

发明目的：本发明公开了一种获取路基土地基系数的数值模拟方法，在实际工程或技术研究中可与其他路基土离散元方法相结合，例如先在PFC3D中模拟路基土压实过程，再应用此方法获取压实后路基土的地基系数K30，从而判断压实效果。

本发明提供一种获取路基土地基系数的数值模拟方法，1、一种获取路基土地基系数的数值模拟方法，其特征在于：本方法包括以下步骤：(1)路基土与压板模型构建；

(2)压板加载过程模拟；

(3)路基土地基系数K30计算。

本发明的进一步改进在于：所述步骤(1)中所述的路基土与压板模型构建，分为以下三步：①路基土离散元模型边界墙构建；②路基土离散元模型构建；③压板模型构建。

本发明的进一步改进在于：步骤(2)中所述的压板加载过程模拟，分为以下三步：①填细砂过程模拟；②预加荷载过程模拟；③正式加载过程模拟。

本发明的进一步改进在于：步骤(1)中①路基土离散元模型边界墙wall构建操作具体如下：边界墙一部分利用PFC3D软件自带的墙体建模功能构建，另一部分在SolidWorks软件中建模后导入PFC3D 软件；

墙体在在SolidWorks软件中构建并由侧面墙体、外环底面墙体、第一内环底面墙体、第二内环底面墙体组成部分中，其中侧面墙体呈圆筒状、外环底面墙体呈圆环状、第一内环底面墙体呈圆台面状；第二内环底面墙体呈圆形；。

以墙体wall性质导入PFC3D软件中后，侧面墙体、外环底面墙体、第二内环底面墙体三部分的中轴线共线，侧面墙体和外环底面墙体为连接不可分的整体，侧面墙体的直径为1.5m,第二内环底面墙体可在竖直方向上移动，直径与压板一致，均为0.3m，且与外环底面墙体位置平行；

外环底面墙体中间的圆孔直径为第二底面墙体直径的3倍；外环底面墙体的圆孔边缘与第二内环底面墙体的边缘之间以第一内环底面墙体相连接；