高速公路軟土路基沉降和變形的可靠度分析

宮官雨 趙家妹 何珊珊 秦 佳

（華北理工大學(xué)建筑工程學(xué)院，河北 唐山 063210）

我國幅員遼闊，地質(zhì)條件復(fù)雜多樣，隨著我國高速公路網(wǎng)絡(luò)的逐步建立，高速公路的鋪設(shè)就不可避免會遇到各種地質(zhì)條件，其中，修建在軟土路基上的高速公路，地基將產(chǎn)生很大的沉降、差異沉降及邊坡滑移，如何找到一條科學(xué)合理的預(yù)測軟土路基沉降的方法，對于提高軟土路基上高速公路的質(zhì)量，保證運營安全至關(guān)重要。

1 非概率可靠性指標的計算

土層參數(shù)的統(tǒng)計依靠現(xiàn)場的地質(zhì)勘探，采樣點數(shù)不充分，將其看做區(qū)間變量更合理。根據(jù)工程實際情況，通過參數(shù)區(qū)間大小的改變，計算求得功能函數(shù)的區(qū)間，然后根據(jù)公式（3） 基于區(qū)間模型可靠度計算方法，求出各種方式處理下路基沉降的可靠性指標的值，具體計算方法如下所述。

根據(jù)M=r-s=0，首先取雙區(qū)間變量的功能方程

其中，Us，Ucr 分別表示路基沉降實際區(qū)間變量和路基沉降允許區(qū)間變量。

根據(jù)公式r=Rc+Rrδr，s=Sc+Srδs

作如下標準化變換：

其中，Uc、Ur和、分別是U 和Ucr的均值、離差。δU和δUcr為標準化變量。代入功能方程（16） 可得

顯然，有

從而，求得非概率可靠性指標

由于η＜0 時無實際意義，這里將η 的最小值定義為零。

2 塑料排水板處理軟土路基沉降可靠度

選取某高速工程剖面K35+750 為例，此剖面地基處理方式為塑料排水板處理，路基填筑材料為炮渣，剖面如圖1所示，在用ABAQUS 進行數(shù)值模擬過程中，將土層進行概化處理，將性質(zhì)相似土層歸為一層，建模并進行數(shù)值模擬計算，土層參數(shù)及可靠度指標見表1。

3 結(jié)語

基于區(qū)間分析的非概率可靠性分析，一般認為只要可靠性指標大于1，即區(qū)間中間值與區(qū)間半徑的比η 大于1，就可以認為安全，η 越大越安全。

圖1 k39+750 剖面圖

表1 k35+750 塑料排水板法處理地基參數(shù)區(qū)間表

通過分析表明，經(jīng)過塑料排水板處理的地基，壓縮模量對路基沉降的影響較大，隨著壓縮模量的增加，路基沉降逐漸減??；滲透系數(shù)對路基沉降的影響較其他參數(shù)較小。

通過與工程現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)比較，基于非概率可靠度方法對軟土路基進行的預(yù)測結(jié)果與實測數(shù)據(jù)比較吻合，這就說明非概率可靠度理論可以用來預(yù)測軟土路基沉降。