(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210574996.1 (22)申请日 2022.05.24 (71)申请人 广州市交通设计 研究院有限公司 地址 510000 广东省广州市番禺区大石街 沿江中路7 7号102 (72)发明人 陈湘华　田子谦　王蕾　顾明恩　 张书峰　李旭明　冀盼彧　徐珍明　 (74)专利代理 机构 广州凯东知识产权代理有限 公司 44259 专利代理师 曾志环 (51)Int.Cl. G06F 30/13(2020.01) G06F 30/23(2020.01) G06Q 50/08(2012.01) G06Q 50/26(2012.01)G06F 111/10(2020.01) G06F 113/14(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种城市道路塌陷的防治方法 (57)摘要 本发明涉及城市道路技术领域， 且公开了一 种城市道路塌陷的防治 方法， 对城市道路塌陷成 因与机理进行分析， 进行城市道路塌陷的试验研 究， 对隐伏土洞演化过程进行分析。 该城市道路 塌陷的防治方法， 通过对地下空洞引起的地面塌 陷机理进行深 入研究， 分析地下空洞条件下地面 塌陷的形成机理、 影响因素， 结合案例调研和室 内模型试验， 采用数值分析方法， 对城市道路塌 陷的全过程进行数值模拟， 并提出基于道路塌陷 的水平加筋路基荷载传递机制、 延迟效应、 设计 方法研究， 为地陷预测和防控提供指导； 结合室 内模型试验和数值分析， 揭示土洞发生、 发育的 演化过程， 路基变形响应、 稳定性演化和坍塌的 全过程， 揭示地层条件、 管道渗漏对隐伏土洞发 生发展。 权利要求书1页 说明书4页 附图1页 CN 115114700 A 2022.09.27 CN 115114700 A 1.一种城市道路塌陷的防治方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 1)首先对城市道路塌陷成因与机理进行分析； 2)接着进行城市道路塌陷的试验研究； 3)对隐伏土洞演化过程和路基稳定性数值进行分析； 4)研究抵抗道路塌陷的水平加筋路基的荷载传递机理； 5)接着对渐进破坏机理与破坏模式进行研究； 6)最后提出抵抗道路塌陷的水平加筋路基设计方法与失稳破坏防治措施。 2.根据权利要求1所述的一种城市道路塌陷的防治方法， 其特征在于： 所述步骤1中首 先收集和调研待测城市路面塌陷的相关资料， 通过塌陷案例， 分析城市地陷的成因， 接着统 计各类地陷成因(地层条件、 管道渗漏、 管道土压力、 交通荷载等)的比例； 最后分析城市地 陷的发育过程和发生机理。 3.根据权利要求1所述的一种城市道路塌陷的防治方法， 其特征在于： 所述步骤2中根 据城市地陷成因调研结果和分类特点， 开展城市道路塌陷室内模型试验研究， 研究管道渗 漏、 隐伏土洞 形成、 路基变形、 道路崩塌的发展过程， 并分析土层条件、 水文条件、 地面交通 荷载等因素的影响。 4.根据权利要求3所述的一种城市道路塌陷的防治方法， 其特征在于： 所述步骤2中开 展抵抗道路塌陷的水平加筋路堤室内模 型试验研究， 根据土洞、 土工加筋体、 路基填土的协 调作用的特点， 研究水平加筋体对土洞坍塌的延迟效应。 5.根据权利要求1所述的一种城市道路塌陷的防治方法， 其特征在于： 所述步骤3中首 先结合案例调研和室内模型试验， 采用数值分析方法， 对城市道路塌陷的全过程进行数值 模拟， 分析城市道路隐伏土洞的发生、 发展的演化过程、 上覆道路路基的变形及坍塌规律、 路基在土洞演化过程中的稳定性演化过程。 6.根据权利要求1所述的一种城市道路塌陷的防治方法， 其特征在于： 所述步骤4中根 据土工合成材料加筋与加筋垫层的作用， 研究受土洞影响下 的加筋路基荷载传递机理， 结 合模型试验和数值分析， 研究土拱效应及其作用机理， 推导出受土洞影响的复杂条件下加 筋路堤拱效应 计算方法。 7.根据权利要求1所述的一种城市道路塌陷的防治方法， 其特征在于： 所述步骤5中采 用有限元极限分析方法、 上限定理有限元或下限定理有限元法分析土洞上方和临近加筋路 堤整体破坏模式， 剪切带 的分布和发展规律， 进行城市道路塌陷灾害影响下 的加筋路堤稳 定性的研究； 采用三 维弹塑性大变形有限元法分析塌陷土洞上方和临近路堤整体渐变破坏 机理， 研究不同影响因素和工况下破坏演变过程和延迟失稳效应， 揭示水平加筋路基荷载 传递机制和延迟土体坍塌的机理。 8.根据权利要求1所述的一种城市道路塌陷的防治方法， 其特征在于： 所述步骤6中结 合模型试验和数值分析结果， 建立考虑加筋体和加筋土层、 土洞大小， 上覆土层以及路堤各 部分的协调变形与相互作用分析模型， 考虑加筋体的变形(包括与界面土体相对位移情 况)， 提出改进的加筋张拉效应的计算方法， 确定加筋体的最优设计途径， 考虑渐进破坏机 理， 提出城市道路塌陷灾变影响下加筋路堤的完整设计方法， 确定方法的适用条件， 提出经 济有效的破坏控制措施以及延迟失稳的措施。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115114700 A 2一种城市道路塌陷的防治方 法 技术领域 [0001]本发明涉及城市道路技 术领域， 具体为 一种城市道路塌陷的防治方法。 背景技术 [0002]目前对地面塌陷机 理的研究主要体现在四个方面： 一是对已发生的地面塌陷案例 进行成因调查分析， 得到地面塌陷成因分类， 推测地面塌陷机理； 二是使用地质雷达等物探 技术对隐伏地下 空洞进行探测， 结合地质条件， 得到隐伏空洞的存在性与具体位置； 三是通 过数值模拟与 理论分析对地面塌陷机制进行模拟研究， 得到地面塌陷机制与受力模式； 四 是基于室内渗 流试验， 给 出渗透稳定性经验公式， 揭示了 造成土体塌陷的机理。 [0003]目前对地面塌陷研究关注较多的是岩溶塌陷， 研究岩溶塌陷的理论、 方法较成熟。 城市路面塌陷具有难预测性、 突发性与破坏性大等特征， 其所造成的人民生命财产的重大 损失与社会影响不可忽视， 其引发的社会关注、 造成的社会影响更是不容忽视， 因此， 研究 城市路面塌陷的成因、 机理和防治措施具有重要的工程 价值和积极的现实意 义。 [0004]城市路面塌陷事故的不断发生， 究其原因， 主要是目前对城市路面下空洞形成的 机理分析、 发展规律尚没有形成很完整的理论体系， 因此对其成因机制的研究及有效防治 措施和管理体系的制定已迫在眉睫， 因此， 提出一种城市道路塌陷的防治方法。 发明内容 [0005]本发明的目的在于提供一种城市道 路塌陷的防治方法， 以解决上述背景技术中提 出的问题。 [0006]为实现上述目的， 本 发明提供如下技术方案： 一种城市道路塌陷的防治方法， 包括 以下步骤： [0007]1)首先对城市道路塌陷成因与机理进行分析； [0008]2)接着进行城市道路塌陷的试验研究； [0009]3)对隐伏土洞演化过程和路基稳定性数值进行分析； [0010]4)研究抵抗道路塌陷的水平加筋路基的荷载传递机理； [0011]5)接着对渐进破坏机理与破坏模式进行研究； [0012]6)最后提出抵抗道路塌陷的水平加筋路基设计方法与失稳破坏防治措施。 [0013]优选的， 所述步骤1中首先收集和调研待测城市路面塌陷的相关资料， 通过塌陷案 例， 分析城市地陷的成因， 接着统计各类地陷成因(地层条件、 管道渗漏、 管道土压力、 交通 荷载等)的比例； 最后分析城市地陷的发育过程和发生机理。 [0014]优选的， 所述步骤2中根据城市地陷成因调研结果和分类特点， 开展城市道路塌陷 室内模型试验研究， 研究管道渗漏、 隐伏土洞形成、 路基变形、 道路崩塌的发展过程， 并分析 土层条件、 水文条件、 地 面交通荷载等因素的影响。 [0015]优选的， 所述步骤2中开展抵抗道 路塌陷的水平加筋路堤室内模型试验研究， 根据 土洞、 土工加筋体、 路基填土的协调作用的特点， 研究水平加筋体对土洞坍塌的延迟效应。说　明　书 1/4 页 3 CN 115114700 A 3