高速公路软土路基沉降和变形的可靠度分析

宫官雨 赵家妹 何珊珊 秦 佳

（华北理工大学建筑工程学院，河北 唐山 063210）

我国幅员辽阔，地质条件复杂多样，随着我国高速公路网络的逐步建立，高速公路的铺设就不可避免会遇到各种地质条件，其中，修建在软土路基上的高速公路，地基将产生很大的沉降、差异沉降及边坡滑移，如何找到一条科学合理的预测软土路基沉降的方法，对于提高软土路基上高速公路的质量，保证运营安全至关重要。

1 非概率可靠性指标的计算

土层参数的统计依靠现场的地质勘探，采样点数不充分，将其看做区间变量更合理。根据工程实际情况，通过参数区间大小的改变，计算求得功能函数的区间，然后根据公式（3） 基于区间模型可靠度计算方法，求出各种方式处理下路基沉降的可靠性指标的值，具体计算方法如下所述。

根据M=r-s=0，首先取双区间变量的功能方程

其中，Us，Ucr 分别表示路基沉降实际区间变量和路基沉降允许区间变量。

根据公式r=Rc+Rrδr，s=Sc+Srδs

作如下标准化变换：

其中，Uc、Ur和、分别是U 和Ucr的均值、离差。δU和δUcr为标准化变量。代入功能方程（16） 可得

显然，有

从而，求得非概率可靠性指标

由于η＜0 时无实际意义，这里将η 的最小值定义为零。

2 塑料排水板处理软土路基沉降可靠度

选取某高速工程剖面K35+750 为例，此剖面地基处理方式为塑料排水板处理，路基填筑材料为炮渣，剖面如图1所示，在用ABAQUS 进行数值模拟过程中，将土层进行概化处理，将性质相似土层归为一层，建模并进行数值模拟计算，土层参数及可靠度指标见表1。

3 结语

基于区间分析的非概率可靠性分析，一般认为只要可靠性指标大于1，即区间中间值与区间半径的比η 大于1，就可以认为安全，η 越大越安全。

图1 k39+750 剖面图

表1 k35+750 塑料排水板法处理地基参数区间表

通过分析表明，经过塑料排水板处理的地基，压缩模量对路基沉降的影响较大，随着压缩模量的增加，路基沉降逐渐减小；渗透系数对路基沉降的影响较其他参数较小。

通过与工程现场实测数据比较，基于非概率可靠度方法对软土路基进行的预测结果与实测数据比较吻合，这就说明非概率可靠度理论可以用来预测软土路基沉降。