外文翻译---软土路基沉降计算问题探讨

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1、 XX 学院 本科 毕业论文外文资料翻译 系 别 ： 工程技术系 专业： 土木工程 姓 名： XX 学 号： XX 2011年 4 月 10 日 外文资料翻译译文 软土路基沉降计算问题探讨 摘要 :在软土地区修筑高速公路，最重要的是控制路基沉降。探讨软土路基沉降的计算方法，分析了影响沉降的一些主要因素，并指出软土路基沉降计算存在的困难与问题，最后提出了自己的建议。 关键词软土路基沉降计算 1 引言 随着社会经济的发展，为满足交通现代化的要求，我国迫切需要建设高速公路网。路基的不均匀沉降会破坏或降低高速公路的质量，影响行车的舒适性和安全性。在软土地区修筑高速公路，最关键的问题就是控制路基的沉降。

2、因此，高速公路路基沉降的分析与计算已经引起广泛的关注。本文就软土路基的沉降计算问题做一些探讨。 2 软土路基的沉降 计算 2.1 沉降的组成 在软土地区修筑高速公路，必然导致路基的下沉。通常认为沉降是由瞬时沉降、主固结沉降与次固结沉降三部分组成。即 S=Sa+Sd+Se 式中 :Sd 瞬时沉降，由于土体的侧向变形引起的附加沉降 ； Se 主固结沉降，是加荷后土体的体积压缩变形引起的沉降 ； Sa 次固结沉降，由于土体蠕变而发生的沉降 ； 由于土体侧向变形引起的那部分沉降，其实并不是瞬时发生的，它在沉降的整个过程显示出其影响，对此作了详细的论证。因此将瞬时沉降分量称为不排水沉降更为合适。 2.2

3、 路基沉降计算方法 目前计算沉降及沉降速率的方法可归纳为以下几类。 2.2.1 常规计算方法 这是工程中最为常用的计算方法，按分层总和法计算最终沉降，采用一维固结理论计算沉降速率。计算分层沉降时考虑不排水沉降 Sa、主固结沉降 S,和次固结沉降 S，三部分沉降。不排水沉降 Sa 用弹性理论或一些经验公式计算，较好经验公式的有 :主固结沉降 S,的计算可用一维的 e-p 曲线 法或考虑土体应力历史的 e - lgp 曲线法，或 Skempton 和 Bjerrum 法 (1957 年 )；次固结沉降 S。采用次固结系数计算。工程实际中经常采用主固结沉降乘以一个修正系数 m.，的办法来计算总沉降量

4、。沉降速率则根据 Terzaghi (1923 年 )一维固结理论或 Gibson (1967 年 )一维有限非线性应变固结理论，有限非线性应变固结理论考虑了土体压缩性和渗透性与孔隙比的非线性变化，以及土体自重应力等方面的因素，较 Terzaghi 一维固结理论合理。 2.2.2 应力路径法 Lambe (1967 年 )提 出用应力路径法来计算沉降川。软豁土受荷载作用后，往往有两个过程 :首先是形变，然后是体变。加荷初始，孔隙水一时来不及排出，孔隙水压力上升，这就相当于固结不排水过程，体积不变。随着孔隙水压力的消散，体积 压缩，有效法向应力增加，而偏应力不变，这相当于固结排水过程。因此，沉降

5、就可分成两部分计算，通过模拟现场实际加荷条件，进行室内固结不排水和固结排水试验，分别量测不排水应变和排水应变，由此求得不排水沉降与固结排水沉降。应力路径法对于认识沉降机理，分析常规计算中可能产生的误差趋势，都是很有益的。但该法使用较为麻烦，试 验技术要求过高，目前尚未被工程界采用。 2.2.3 有限单元法 有限单元法可以考虑复杂的边界条件、土体应力应变关系的非线性特性、土体的应力历史、水与骨架上应力的祸合效应，可以模拟现场逐级加荷和处理超填土问题，能考虑侧向变形、三维渗流对沉降的影响，并能求得任一时刻的沉降、水平位移、孔隙应力和有效应力的变化，使得计算所得总沉降量及沉降速率等结果越来越接近实测

6、结果川。有限元分析时，将路堤和地基作为整体划分网格，取孔隙应力、竖向位移和水平向位移为基本未知量，采用理论上较严密的比奥固结理论，在路堤荷载作用下，根据土体的 劲度和渗透性建立方程组，从而解得孔压与位移。有限元确实是一种较为完善的方法，但是由于其计算参数多，且需通过三轴试验确定，程序复杂难以为一般工程设计人员接受，在实际工程中没有得到普遍应用，只能用于重要工程、重要地段的路基沉降的计算。此外，有限元目前很难考虑大变形固结问题即几何非线性，往往使计算结果偏离较大。 2.2.4 曲线拟合法 根据现场前期实测沉降资料，用曲线拟合法，可以预测沉降发展规律，推算最终沉降量，由此确定路面铺筑时间。曲线拟合

7、法有指数曲线法、双曲线法、高木俊介法或曾国熙 1975 年提出的高木俊介改进法 等。高速公路软土路基沉降随时间的关系一般较符合双曲线形式图。但也有人认为双曲线方程本身没有反映出地基土的固结速度，与沉降速率缺乏内在的联系，用指数曲线法拟合更恰当。宰金氓认为这些方法均难以反映全过程的沉降与时间的关系，建议用泊松曲线预测沉降，但也只适用一级线性加载情况。 2.2.5 反演分析法 反演分析法是近十几年发展起来的一项新技术，它通过已有的沉降观测资料，反演得到正分析中的某些输人参数，使正分析得到的结果与实测沉降充分接近。如可以通过反演分析确定原位固结系数，再根据 Terzaghi 的一维固结理论推算最 终沉降量及沉降发展过程 ；s7。黄少