CN112989460B - 一种软土地区路基施工、运营引起的路基沉降计算方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种软土地区路基施工、运营引起的路基沉降计算方法，包括：依据路基几何形状和受力情况构建计算模型；地基土分层；计算各分层界面处土的自重应力；计算各分层界面处基底中心下竖向附加应力；确定计算深度；计算复合地基压缩模量及加固区的平均复合地基模量；利用室内压缩试验所得不同土体的压缩模量计算各个土层的压缩量；把各分层土体的压缩变形值进行叠加，得到路基总沉降值；计算新建线路路基施工期引起的路基沉降；计算新增线路运营荷载引起的沉降；该方法快捷且易行，适用性较强，便于实施；提高了评估软土地区新建线路施工方法是否安全可靠的效率；对于快速评估新增线路对既有线路路基的影响具有一定工程意义。

Description

一种软土地区路基施工、运营引起的路基沉降计算方法

技术领域

本发明属于岩土工程技术领域，具体涉及一种软土地区路基施工、运营引起的路基沉降计算方法。

背景技术

随着我国交通运输建设的蓬勃发展，铁路建设迎来了八横八纵时代，线路交叉、平行、并接的发生不可避免，因此在近邻既有线路周边修建新线的情况越来越多。当新建线路距既有线位置较近时，由于新建线路基轨道荷载在地基中产生不均匀部分的附加应力，使既有线路位置处地基土体产生不均匀的压缩变形，继而引发既有线路基面产生不均匀附加沉降，影响既有线的线路平顺性及稳定性，造成线路运行安全问题；

另一方面，东南沿海地区是我国经济最发达的区域之一，大量的铁路设施坐落在软黏土地基之上，软黏土具有天然强度低，含水量高，压缩性大，灵敏性和触变性大等特点，软黏土地基的工程性质将直接或间接的影响铁路设施的安全和使用性能；

因此，软土地层新建线路路基对既有线路路基沉降影响这一问题，对评估新建线路施工方法是否安全可靠，新建线路的施工和运营是否对既有线路路基产生影响具有一定的工程参考意义；

当前，针对这一问题，采用数值分析的方式，然而数值分析这一手段对土体本构模型和力学参数的取值都有一定要求，工程实际中并非简单易行。因此，本发明将建立一种快捷且易于操作的方法，针对软土地层中新建线路施工和运营阶段引起的路基沉降进行计算。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明目的在于提供的软土地区新增线路路基施工运营引起的路基沉降计算方法，可以快速确定软土地区当新增线路路基施工和运营时，既有线路路基发生的沉降值。

为了实现上述目的，本发明涉及：一种软土地区路基施工、运营引起的路基沉降计算方法，包括如下步骤：

步骤1：依据路基几何形状和受力情况构建计算模型；

步骤2：地基土分层；成层土的界面和地下水面都作为分层界面,各分层的土层厚度不超过0.4倍的基底宽度；

步骤3：根据每层土的容重和层厚，计算并累加各分层界面处土的自重应力，得到深度Z处的地基自重应力σ_t；

步骤4：假定土体是弹性体，根据积分及叠加，求得半无限弹性体上任何荷载作用下的内部应力，计算由矩形分布荷载q产生的地基内部任意计算点的附加正应力σ_z矩；

步骤5：根据深度Z处的地基自重应力σ_t和由矩形分布荷载q产生的地基内部任意计算点的附加正应力σ_z矩，确定计算深度；

步骤6：计算复合地基压缩模量及加固区的平均复合地基模量；

步骤7：利用室内压缩试验所得不同土体的压缩模量计算各个土层的压缩量；

步骤8：把各分层土体的压缩变形值Δs_i进行叠加，得到路基总沉降值s；

步骤9：计算每层路基自重荷载引起的地基中土体附加应力和每层站台自重荷载引起的地基中土体附加应力，根据二者地基中土体附加应力之和计算每层新建线路路基施工期引起的路基沉降，得到每层新建线路路基施工期引起的路基沉降值后通过步骤8即可得到新增线路施工引起的整个地基的总沉降；

步骤10：重复步骤9，在x方向不同位置处进行计算，即可得到沿x方向不同位置处新建线路路基施工引起的路基沉降；

步骤11：分别求取新建路基左侧运营期荷载引起的地基中土体附加应力、右侧运营期荷载引起的地基中土体附加应力及站台运营荷载引起的地基中土体附加应力；根据三者地基中土体附加应力之和计算每层新增线路运营荷载引起的路基沉降；同样，在得到每层新增线路运营荷载引起的路基沉降，通过步骤8即可得到新增线路运营引起的整个地基的总沉降；

步骤12：重复步骤11，在x方向不同位置处进行计算，即可得到沿x方向不同位置处新建线路运营时引起的路基沉降。

进一步的，所述步骤3根据每层土的容重和层厚，计算并累加各分层界面处土的自重应力，深度Z处的地基自重应力σ_t具体计算式为：

式中，n是土层分层数，γ_i，h_i分别表示每层土的容重和层厚。

进一步的，所述步骤4的步骤具体为：

步骤4.1：以地基左坡脚位置处为原点，构建二维坐标系；

步骤4.2：任意垂直集中荷载P作用在地表上，在地基中任一点产生的附加应力如式(2)所示；

式中，σ_z集为由任意垂直集中荷载P产生的地基内部计算点的附加正应力(kPa)；x、y、z分别为地基内任意计算点距直角坐标轴的距离(m)；r为计算点至集中荷载作用点的距离，

步骤4.3：在式(2)基础上，当路基上荷载形式为一矩形分布荷载时，地基中任一点的附加应力可通过式(2)积分获得，其表达式如式(3)所示；

式中：σ_z矩为由矩形分布荷载q产生的地基内部任意计算点的附加正应力(kPa)；x、z分别为地基内任意计算点距直角坐标轴的距离(m)；q为地表垂直均布荷载(kN)；a为均布荷载宽度，m₁,n₁为应力计算参数。

进一步的，所述步骤5中按式(4)确定计算深度：

σ_z矩＝0.1σ_t (4)

通过式(3)可以求得不同深度Z对应的σ_z矩，将深度Z的土层进行划分，并根据式(1)求得相应深度对应的σ_t，当σ_t和σ_z矩满足关系式(4)时，对应的深度Z即为计算深度；

进一步的，所述步骤6具体计算方法为：

对于经桩基础加固后的复合地基压缩模量，其计算表达式如式(5)所示：

E_cs＝mE_p+(1-m)E_s (5)

式中：E_cs为复合地基压缩模量(MPa)；m为复合地基面积置换率；m＝A_p/A_s，A_p为单桩截面面积，A_s为桩周土体面积；E_p为单桩压缩模量(MPa)；E_s为桩周土体压缩模量(MPa)；

对于地基存在多种土层时，加固区的平均复合地基模量

计算如下式所示：

式中，E_cs,t为加固区第t层复合地层地基压缩模量(MPa)；t为加固区土层数量。

进一步的，所述步骤7中如果土层为加固区，则采用复合模量进行计算，其计算表达式如式(7)所示；

式中：Δs_i为第i层土的压缩值；ε_i为第i层土的平均压缩应变；Δh_i为第i层土的厚度；Δσ_zi为第i层土上下层面附加应力的平均值；E为地基土体压缩模量。

进一步的，所述基土体压缩模量E的取值方法为：对于建造在软土地层上的新建线路路基，其沉降分为加固区和下卧层沉降两部分；加固区荷载作用于桩顶平面，加固区视为模量增大的材料，使用其复合模量

下卧层使用土的压缩模量E_si。

进一步的，所述步骤9具体包括：新建线路路基施工期引起的路基沉降包含为路基自重荷载和站台自重荷载引起的沉降；对于施工阶段而言，路基自重荷载q_路基自重可按照如下式计算：

q_路基自重＝γ_路基填料·S_f/B_fl (9)

式中，γ_路基填料为路基填料重度，S_f为路基断面面积，即S_f＝(B_fu+B_fl)·h_f/2；

类似的，站台自重荷载q_站台自重可按照如下式计算：

q_站台自重＝γ_{站台混凝土}·h_s (10)

式中，γ_{站台混凝土}为站台混凝土重度；h_s为站台高度，B_fu为路基上部宽度，B_fl为路基下部宽度；

路基自重荷载的中心坐标x_{路基自重荷载}＝B_fl/2，h_f为路基高度，站台自重荷载中心坐标x_{站台自重荷载}＝B_fl/2；在此基础上，式(3)中对应于路基自重荷载和站台自重荷载的的应力计算参数(m₁，n₁)分别为：

式中，i为第i层计算土层，取值从1到n；Δh_i为第i层土的厚度，x为地基内任意计算点x坐标轴的坐标(m)，B_fu为路基上部宽度，B_fl为路基下部宽度，B_s为站台宽度，带中文下标的参数符号表示中文所表示位置处所对应的参数值；

然后将式(11)-(12)带入至式(3)中可分别求取路基自重荷载和站台自重荷载引起的地基中土体附加应力σ_{z,路基自重}，σ_{z,站台自重}，则施工期荷载引起的路基附加沉降Δs_i为

E为地基土体压缩模量，同样，在得到每层的沉降值后，带入式(8)即可得到新增线路施工引起的整个地基的总沉降；

式中，n为路基沉降计算总层数，s为路基总沉降值，Δs_i为各分层土体的压缩变形值。

进一步的，所述步骤11具体包括：新增线路运营荷载引起的沉降；根据设计要求可以计算得到路基左侧和右侧新增线路运营时对应的运营荷载q_{运营荷载，左侧}，q_{运营荷载，右侧}，如式(14)所示，站台运营荷载q_站台荷载可按设计要求获得；

新建路基左侧和右侧运营期荷载，站台运营荷载中心x方向坐标分别为：

式中，b_q为矩形分布荷载q宽度，B_s为站台宽度

在此基础上，式(3)中对应于新建路基左侧和右侧运营期荷载，站台运营荷载的应力计算参数分别为：

式中，i为第i层计算土层编号，取值从1到n；Δh_i为第i层土的厚度，x为地基内任意计算点x坐标轴的坐标，带中文下标的参数符号表示中文所表示位置处所对应的参数值，b_q为矩形分布荷载q宽度；

然后将式(16)-(18)带入至式(3)中可分别求取新建路基左侧和右侧运营期荷载，站台运营荷载引起的地基中土体附加应力σ_{z,运营荷载，左侧}，σ_{z,站台荷载，右侧}，σ_{z,站台运营荷载}，则运营荷载引起的路基附加沉降Δs_i为

E为地基土体压缩模量，同样，在得到每层的沉降值后，带入式(8)即可得到新增线路运营引起的整个地基的总沉降，式中，带中文下标的参数符号表示中文所表示位置处所对应的参数值；

式中，n为路基沉降计算总层数，s为路基总沉降值，Δs_i为各分层土体的压缩变形值。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

(1)本发明的软土地区路基施工、运营引起的路基沉降计算方法，获取新增线路路基施工和运营阶段，既有线路路基发生的沉降，提高了评估软土地区新建线路施工方法是否安全可靠的效率。

(2)本发明的软土地区新增线路路基施工、运营引起的路基沉降计算方法，该方法快捷且易行，适用性较强，便于实施；对于快速评估新增线路对既有线路路基的影响具有一定工程意义。

附图说明

图1本发明较佳实施例的新建线路和既有线路路基位置关系简化图(图中左侧梯形为新增路基，右侧梯形为既有路基,既有路基下方虚线区域为既有预应力管桩和钻孔灌注桩加固区)；

图2本发明较佳实施例的地基荷载矩形分布形式图；

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

步骤1：首先简化计算模型，如图1所示。图中B_s为站台宽度，h_s为站台高度，B_f为路基边宽度，h_f为路基高度，B_fu为路基上部宽度，B_fl为路基下部宽度，b_q为矩形分布荷载q宽度。

步骤2：地基土分层。分层厚度越小，计算结果与实际越接近。但分层越多，相应的计算工作量也越大。因此具体可以按照如下原则进行分层：1)不同土层压缩性和重度不一致，地下水位处上下土体的有效重度不同，所以成层土的界面和地下水面都是必然的分层界面；2)各分层的土层厚度一般不应该超过0.4倍的基底宽度。

步骤3：计算各分层界面处土的自重应力。土的自重应力是由自身重量所引起的。一般来说，地基内任一点在自重作用下的变形，都己经在地质历史过程中完成，所以在构筑物沉降计算中不必考虑。附加应力是地基变形和建筑物沉降的最主要原因。当土体成层时，自重应力计算公式为：

式中，n是土层分层数，γ_i，h_i分别表示每层土的容重和层厚。

步骤4：计算各分层界面处基底中心下竖向附加应力。

计算时，为方便起见，以地基左坡脚位置处为原点，原点位置的选择仅仅是为了便于荷载中心坐标的确定。

附加应力是地面上的建筑物重量在地基内引起的应力。计算附加应力的基本公式是半无限体表面上作用着集中力时的弹性体解。假定土体是弹性体，根据积分及叠加，求得半无限弹性体上任何荷载作用下的内部应力。具体方法为，任意垂直集中荷载P作用在地表上，在地基中任一点产生的附加应力如公式(2)所示。

式中，σ_z集为由任意垂直集中荷载P产生的地基内部计算点的附加正应力(kPa)；x、y、z分别为地基内任意计算点距直角坐标轴的距离(m)；r为计算点至集中荷载作用点的距离，

类似的，当路基上荷载形式为一矩形分布荷载时，地基中任一点的附加应力可通过公式(3)积分获得，其表达式如公式(3)所示。

式中：σ_z矩为由矩形分布荷载q产生的地基内部任意计算点的附加正应力(kPa)；x、z分别为地基内任意计算点距直角坐标轴的距离(m)；q为地表垂直均布荷载(kN)；a为均布荷载宽度，m₁,n₁为应力计算参数。

步骤5：计算深度的确定。地基压缩层计算深度应考虑路堤高度、地层结构及地基土特性等因素按下列要求综合确定，高速铁路地基压缩层的计算深度按公式(4)计算：

σ_z矩＝0.1σ_t (4)

通过式(3)可以求得不同深度Z对应的σ_z矩，将深度Z的土层进行划分，并根据式(1)求得相应深度对应的σ_t，当σ_t和σ_z矩满足关系式(4)(该关系式依据为现有技术中的设计规范)时，对应的深度Z即为计算深度；

步骤6：复合地基压缩模量的计算。对于经桩基础加固后的复合地基压缩模量，其计算表达式如公式(5)所示：

E_cs＝mE_p+(1-m)E_s (5)

式中：E_cs为复合地基压缩模量(MPa)；m为复合地基面积置换率；m＝A_p/A_s，A_p为单桩截面面积，A_s为桩周土体面积；E_p为单桩压缩模量(MPa)；E_s为桩周土体压缩模量(MPa)。

对于地基存在多种土层时，加固区的平均复合地基模量

计算如下式所示：

式中，E_cs,t为加固区第t层复合地层地基压缩模量(MPa)；t为加固区土层数量。

步骤7：计算各土层土体压缩值。利用室内压缩试验所得不同土体的压缩模量计算各个土层的压缩量，对于加固区采用复合模量进行计算，其计算表达式如公式(7)所示。

式中：Δs_i为第i层土的压缩值；ε_i为第i层土的平均压缩应变；Δh_i为第i层土的厚度；Δσ_zi为第i层土上下层面附加应力的平均值；E为地基土体压缩模量，对于建造在软土地层上的新建线路路基，其沉降分为加固区和下卧层沉降两部分。加固区荷载作用于桩顶平面，加固区视为模量增大的材料，使用其复合模量

下卧层使用土的压缩模量E_si。

步骤8：路基总沉降的计算。把各分层土体的压缩变形值Δs_i进行叠加，即可得到路基总沉降值s，其计算表达式如公式(8)所示。

式中，n为路基沉降计算总层数。

步骤9：新建线路路基施工期引起的路基沉降。新建线路路基施工期引起的路基沉降包含为路基自重荷载和站台自重荷载引起的沉降。对于施工阶段而言，路基自重荷载q_路基自重可按照如下公式计算：

q_路基自重＝γ_路基填料·S_f/B_fl (9)

式中，γ_路基填料为路基填料重度，S_f为路基断面面积，即S_f＝(B_fu+B_fl)·h_f/2。类似的，站台自重荷载q_站台自重可按照如下公式计算：

q_站台自重＝γ_{站台混凝土}·h_s (10)

式中，γ_{站台混凝土}为站台混凝土重度；h_f为路基高度，h_s为站台高度，B_fu为路基上部宽度，B_fl为路基下部宽度。

结合图1，路基自重荷载的中心坐标x_{路基自重荷载}＝B_fl/2，站台自重荷载中心坐标x_{站台自重荷载}＝B_fl/2。在此基础上，公式(3)中对应于路基自重荷载和站台自重荷载的的应力计算参数(m₁，n₁)分别为：

式中，i为第i层计算土层，取值从1到n；Δh_i为第i层土的厚度，x为地基内任意计算点x坐标轴的坐标(m)，B_fu为路基上部宽度，B_fl为路基下部宽度，B_s为站台宽度，带中文下标的参数符号表示中文所表示位置处所对应的参数值；

然后将公式(11)-(12)带入至公式(3)中可分别求取路基自重荷载和站台自重荷载引起的地基中土体附加应力σ_{z,路基自重}，σ_{z,站台自重}，则施工期荷载引起的路基附加沉降Δs_i为

E为地基土体压缩模量，同样，在得到每层的沉降值后，带入公式(8)即可得到新增线路施工引起的整个地基的总沉降。

重复步骤9，即可得到沿x方向不同位置处新建线路路基施工引起的路基沉降。

步骤10：新增线路运营荷载引起的沉降。根据设计要求可以计算得到路基左侧和右侧新增线路运营时对应的运营荷载q_{运营荷载，左侧}，q_{运营荷载，右侧}，如公式(14)所示，站台运营荷载q_站台荷载可按设计要求获得。

结合图1，新建路基左侧和右侧运营期荷载，站台运营荷载中心x方向坐标分别为：

式中，b_q为矩形分布荷载q宽度，B_s为站台宽度，B_fu为路基上部宽度，B_fl为路基下部宽度，带中文下标的参数符号表示中文所表示位置处所对应的参数值；

在此基础上，公式(3)中对应于新建路基左侧和右侧运营期荷载，站台运营荷载的应力计算参数(m₁，n₁)分别为：

式中，i为第i层计算土层，取值从1到n。Δh_i为第i层土的厚度，x为地基内任意计算点x坐标轴的坐标(m)；

然后将公式(16)-(18)带入至公式(3)中可分别求取新建路基左侧和右侧运营期荷载，站台运营荷载引起的地基中土体附加应力σ_{z,运营荷载，左侧}，σ_{z,站台荷载，右侧}，σ_{z,站台运营荷载}，则运营荷载引起的路基附加沉降Δs_i为

E为地基土体压缩模量，同样，在得到每层的沉降值后，带入公式(8)即可得到新增线路运营引起的整个地基的总沉降

式中，n为路基沉降计算总层数，s为路基总沉降值，Δs_i为各分层土体的压缩变形值。

重复步骤10，即可得到沿x方向不同位置处新建线路运营时引起的路基沉降。

上述不同公式中，同一参数符号代表相同含义，带中文下标的参数符号表示中文所表示位置处所对应的参数值。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种软土地区路基施工、运营引起的路基沉降计算方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：依据路基几何形状和受力情况构建计算模型并进行；

步骤2：地基土分层；

步骤3：根据每层土的容重和层厚，计算并累加各分层界面处土的自重应力，得到深度Z处的地基自重应力σ_t；

步骤4：假定土体是弹性体，求得半无限弹性体上任何荷载作用下的内部应力，计算由矩形分布荷载q产生的地基内部任意计算点的附加正应力σ_z矩；

步骤5：根据深度Z处的地基自重应力σ_t和由矩形分布荷载q产生的地基内部任意计算点的附加正应力σ_z矩，确定计算深度；

步骤6：计算复合地基压缩模量及加固区的平均复合地基模量；

步骤7：用室内压缩试验所得不同土体的压缩模量计算各土层的压缩量；

步骤8：把各分层土体的压缩变形值Δs_i进行叠加，得到路基总沉降值s；

步骤9：计算每层路基自重荷载和每层站台自重荷载引起的地基中土体附加应力，根据二者地基中土体附加应力之和计算每层新建线路路基施工期引起的路基沉降，然后通过步骤8即可得到新增线路施工引起的整个地基的总沉降；

步骤10：重复步骤9，在x方向不同位置处进行计算，即可得到沿x方向不同位置处新建线路路基施工引起的路基沉降；

步骤11：分别求取新建路基左侧运营期荷载、右侧运营期荷载、站台运营荷载引起的地基中土体附加应力；根据三者地基中土体附加应力之和计算每层新增线路运营荷载引起的路基沉降；然后通过步骤8即可得到新增线路运营引起的整个地基的总沉降；

步骤12：重复步骤11，在x方向不同位置处进行计算，即可得到沿x方向不同位置处新建线路运营时引起的路基沉降。

2.根据权利要求1所述的软土地区路基施工、运营引起的路基沉降计算方法，其特征在于，所述地基土分层的方法为：成层土的界面和地下水面都作为分层界面,各分层的土层厚度不超过0.4倍的基底宽度。

3.根据权利要求1所述的软土地区路基施工、运营引起的路基沉降计算方法，其特征在于:所述步骤3根据每层土的容重和层厚，计算并累加各分层界面处土的自重应力，深度Z处的地基自重应力σ_t具体计算式为：

式中，n是土层分层数，γ_i，h_i分别表示每层土的容重和层厚。

4.根据权利要求3所述的软土地区路基施工、运营引起的路基沉降计算方法，其特征在于，所述步骤4的步骤具体为：

步骤4.1：以地基左坡脚位置处为原点，构建二维坐标系；

步骤4.2：任意垂直集中荷载P作用在地表上，在地基中任一点产生的附加应力如式(2)所示；

式中，σ_z集为由任意垂直集中荷载P产生的地基内部计算点的附加正应力；x、y、z分别为地基内任意计算点距直角坐标轴的距离；r为计算点至集中荷载作用点的距离，

步骤4.3：在式(2)基础上，当路基上荷载形式为一矩形分布荷载时，地基中任一点的附加应力可通过式(2)积分获得，其表达式如式(3)所示；

式中：σ_z矩为由矩形分布荷载q产生的地基内部任意计算点的附加正应力；x、z分别为地基内任意计算点距直角坐标轴的距离；a为均布荷载宽度，m₁,n₁为应力计算参数。

5.根据权利要求4所述的软土地区路基施工、运营引起的路基沉降计算方法，其特征在于，所述步骤5中按式(4)确定计算深度：

σ_z矩＝0.1σ_t (4)

通过式(3)可以求得不同深度Z对应的σ_z矩，将深度Z的土层进行划分，并根据式(1)求得相应深度对应的σ_t，当σ_t和σ_z矩满足关系式(4)时，对应的深度Z即为计算深度；

式中：σ_z矩为由矩形分布荷载q产生的地基内部计算深度Z处的附加正应力；σ_t为沉降计算深度Z处的地基自重应力。

6.根据权利要求1所述的软土地区路基施工、运营引起的路基沉降计算方法，其特征在于,所述步骤6具体计算方法为：

对于经桩基础加固后的复合地基压缩模量，其计算表达式如式(5)所示：

E_cs＝mE_p+(1-m)E_s (5)

式中：E_cs为复合地基压缩模量；m为复合地基面积置换率；m＝A_p/A_s，A_p为单桩截面面积，A_s为桩周土体面积；E_p为单桩压缩模量；E_s为桩周土体压缩模量；

对于地基存在多种土层时，加固区的平均复合地基模量

计算如下式所示：

式中，E_cs,t为加固区第t层复合地层地基压缩模量；t为加固区土层数量。

7.根据权利要求1所述的软土地区路基施工、运营引起的路基沉降计算方法，其特征在于，所述步骤7中如果土层为加固区，则采用复合模量进行计算，其计算表达式如式(7)所示；

式中：Δs_i为第i层土的压缩值；ε_i为第i层土的平均压缩应变；Δh_i为第i层土的厚度；Δσ_zi为第i层土上下层面附加应力的平均值；E为地基土体压缩模量。

8.根据权利要求7所述的软土地区路基施工、运营引起的路基沉降计算方法，其特征在于，所述地基土体压缩模量E的取值方法为：对于建造在软土地层上的新建线路路基，其沉降分为加固区和下卧层沉降两部分；加固区荷载作用于桩顶平面，加固区视为模量增大的材料，使用其复合模量E_cs，下卧层使用土的压缩模量E_si。

9.根据权利要求4所述的软土地区路基施工、运营引起的路基沉降计算方法，其特征在于，所述步骤9具体包括：新建线路路基施工期引起的路基沉降包含为路基自重荷载和站台自重荷载引起的沉降；对于施工阶段而言，路基自重荷载q_路基自重可按照如下式计算：

q_路基自重＝γ_路基填料·S_f/B_fl (9)

式中，γ_路基填料为路基填料重度，S_f为路基断面面积，即S_f＝(B_fu+B_fl)·h_f/2；

类似的，站台自重荷载q_站台自重可按照如下式计算：

q_站台自重＝γ_{站台混凝土}·h_s (10)

式中，γ_{站台混凝土}为站台混凝土重度；h_f为路基高度，h_s为站台高度，B_fu为路基上部宽度，B_fl为路基下部宽度；

路基自重荷载的中心坐标x_{路基自重荷载}＝B_fl/2，站台自重荷载中心坐标x_{站台自重荷载}＝B_fl/2；在此基础上，式(3)中对应于路基自重荷载和站台自重荷载的应力计算参数分别为：

式中，i为第i层计算土层编号，取值从1到n，n为正整数；Δh_i为第i层土的厚度，x为地基内任意计算点x坐标轴的坐标，B_fu为路基上部宽度，B_fl为路基下部宽度，B_s为站台宽度，带中文下标的参数符号表示中文所表示位置处所对应的参数值；

然后将式(11)-(12)带入至式(3)中可分别求取路基自重荷载和站台自重荷载引起的地基中土体附加应力σ_{z,路基自重}，σ_{z,站台自重}，则施工期荷载引起的路基附加沉降Δs_i为：

E为地基土体压缩模量，同样，在得到每层的沉降值后，带入式(8)即可得到新增线路施工引起的整个地基的总沉降；

式中，n为路基沉降计算总层数，s为路基总沉降值，Δs_i为各分层土体的压缩变形值。

10.根据权利要求4所述的软土地区路基施工、运营引起的路基沉降计算方法，其特征在于，所述步骤11具体包括：新增线路运营荷载引起的沉降；根据设计要求可以计算得到路基左侧和右侧新增线路运营时对应的运营荷载q_{运营荷载，左侧}，q_{运营荷载，右侧}，如式(14)所示，站台运营荷载q_站台荷载可按设计要求获得；

新建路基左侧和右侧运营期荷载，站台运营荷载中心x方向坐标分别为：

式中，b_q为矩形分布荷载q宽度，B_s为站台宽度，B_fu为路基上部宽度，B_fl为路基下部宽度，带中文下标的参数符号表示中文所表示位置处所对应的参数值；

在此基础上，式(3)中对应于新建路基左侧和右侧运营期荷载，站台运营荷载的应力计算参数分别为：

式中，i为第i层计算土层编号，取值从1到n；Δh_i为第i层土的厚度，x为地基内任意计算点x坐标轴的坐标；带中文下标的参数符号表示中文所表示位置处所对应的参数值，B_s为站台宽度，b_q为矩形分布荷载q宽度；

然后将式(16)-(18)带入至式(3)中可分别求取新建路基左侧和右侧运营期荷载，站台运营荷载引起的地基中土体附加应力σ_{z,运营荷载，左侧}，σ_{z,站台荷载，右侧}，σ_{z,站台运营荷载}，则运营荷载引起的路基附加沉降Δs_i为

E为地基土体压缩模量，同样，在得到每层的沉降值后，代入式(8)即可得到新增线路运营引起的整个地基的总沉降；式中，带中文下标的参数符号表示中文所表示位置处所对应的参数值；

式中，n为路基沉降计算总层数，s为路基总沉降值，Δs_i为各分层土体的压缩变形值。

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