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

（華北理工大學建筑工程學院，河北 唐山 063210）

我國幅員遼闊，地質條件復雜多樣，隨著我國高速公路網絡的逐步建立，高速公路的鋪設就不可避免會遇到各種地質條件，其中，修建在軟土路基上的高速公路，地基將產生很大的沉降、差異沉降及邊坡滑移，如何找到一條科學合理的預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量，保證運營安全至關重要。

1 非概率可靠性指標的計算

土層參數的統計依靠現場的地質勘探，采樣點數不充分，將其看做區間變量更合理。根據工程實際情況，通過參數區間大小的改變，計算求得功能函數的區間，然后根據公式（3） 基于區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M=r-s=0，首先取雙區間變量的功能方程

其中，Us，Ucr 分別表示路基沉降實際區間變量和路基沉降允許區間變量。

根據公式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 進行數值模擬過程中，將土層進行概化處理，將性質相似土層歸為一層，建模并進行數值模擬計算，土層參數及可靠度指標見表1。

3 結語

基于區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，即區間中間值與區間半徑的比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區間表

通過分析表明，經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，路基沉降逐漸減小；滲透系數對路基沉降的影響較其他參數較小。

通過與工程現場實測數據比較，基于非概率可靠度方法對軟土路基進行的預測結果與實測數據比較吻合，這就說明非概率可靠度理論可以用來預測軟土路基沉降。