[发明专利]一种黄土路基沉降的测试与计算方法

权利要求书

1.一种黄土路基沉降的测试与计算方法，其特征在于：所述方法是采用如下步骤实现的：

S1：使用静力触探试验装置对黄土路基进行原位测试试验，由此得到不同深度下的静力触探指数，所述静力触探指数包括锥尖阻力q_c、侧壁摩阻力f_c；

S2：在步骤S1的原位测试试验孔周边开挖探井，采取深度不同的若干个固结试样；

S3：测量各个固结试样在指定荷载下的压缩模量E_s，所述压缩模量E_s是通过公式(1)得到；

式中，P_i为指定荷载，kPa；P_i+1为下一级荷载，kPa；L为环刀的高度，mm；I_i为指定荷载下的沉降量，mm；I_i+1为下一级荷载下的沉降量，mm；

S4：建立静力触探指数与压缩模量E_s的映射关系：将步骤S1中的锥尖阻力q_c、侧壁摩阻力f_c和步骤S3中的压缩模量E_s代入公式(2)，

E_s＝a×q_c+b×f_s+c (2)

求得拟合比例系数a、b、c；式中，压缩模量E_s、锥尖阻力q_c、侧壁摩阻力f_c的单位均为MPa；

S5：黄土路基沉降总量S的计算：

a)当黄土路基沉降由上覆荷载大面积均匀加载引起时，黄土路基沉降总量S通过公式(3)来计算；

式中，黄土路基沉降总量S的单位为mm；H为路基土的总厚度，单位为m；N为上部均匀荷载，单位为kPa；压缩模量E_si由公式(2)而得到，单位为MPa；h_i为第i层土的厚度，单位为m；

b)当黄土路基沉降由浸水引起时，黄土路基沉降总量S通过公式(4)来计算；

式中，黄土路基沉降总量S的单位为mm；H为路基土的总厚度，单位为m；N为浸水路基的上部荷载，单位为kPa；压缩模量E_si由公式(2)而得到，单位为MPa；E’_si为浸水沉降前土的压缩模量，单位为MPa；h_i为第i层土的厚度，单位为m。

2.根据权利要求1所述的一种黄土路基沉降的测试与计算方法，其特征在于：所述步骤S5中黄土路基沉降总量S的计算可通过数值分析法来实现，包含如下步骤：

①根据步骤S1测得的静力触探指数随深度的变化曲线，将路基土划分为原状黄土与人工填埋黄土；

②根据原状黄土与人工填埋黄土的深度分布情况，在数值分析软件中输入边界条件，建立数值分析模型；

③拟合压缩模量E_si与深度之间的曲线，得到二者之间的关系函数，拟合时压缩模量E_si由公式(2)而得到；

④数值分析模型中输入计算参数，所述计算参数包括地层输入重度，而后执行计算，由此得到黄土路基沉降总量S。

3.根据权利要求2所述的一种黄土路基沉降的测试与计算方法，其特征在于：所述步骤①中原状黄土与人工填埋黄土的划分通过分析锥尖阻力q_c随深度的变化曲线和侧壁摩阻力f_c随深度的变化曲线来实现，当如下满足条件时，则该深度范围内为人工填埋黄土；

条件一：当1m深度范围内，锥尖阻力q_c随深度的变化曲线在锥尖阻力q_c7MPa-25MPa范围内出现的波峰数目为N，N≥2；

条件二：在条件一所述的1m深度范围内，侧壁摩阻力f_c随深度的变化曲线在侧壁摩阻力f_c0.1MPa-0.6MPa范围内出现的波峰数目等于N；

条件三：锥尖阻力q_c随深度的变化曲线与侧壁摩阻力f_c随深度的变化曲线出现第i个波峰时的深度值分别为h_i1与h_i2，且|h_i1-h_i2|＜0.2，i＝1，……N。