1.一种路基填料和土工格室设置的优化分析方法,其特征在于,所述优化分析方法所用的路基结构包括:基岩(5);基底填料(4),铺设在所述基岩(5)上方;路基填料(3),铺设在所述基底填料(4)上方;路基(2),置于路基填料(3)上方;在所述路基(2)内设置土工格室;同时也在所述土工格室内填充路基填料(3);路床(1),置于路基(2)上部;所述优化分析方法包括以下步骤:步骤S1,对3因素进行联合模拟分析,得到3因素联合作用下不同的沉降位移值;所述3因素包括:土工格室的布置位置、土工格室的高度及路基填料的配比;步骤S2,将所述沉降位移值带入响应分析软件,并运用Box-Behnken响应优化方法进行分析;步骤S3,通过响应分析得到的沉降回归分析结果,分析所述3因素对路基沉降影响的主次效应关系;步骤S4,根据回归方程模型,通过对响应曲面图和等高线图进行分析,确定实验设计的3因素对路基沉降的影响,以沉降最小值为优化分析目标,得到预测最佳方案。
2.如权利要求1所述的优化分析方法,其特征在于,在步骤S1中,所述土工格室的布置位置包括设置在路基顶部的第一位置、设置在路基中间的第二位置以及设置在路基底部的第三位置;所述土工格室的高度包括:高度为100mm的第一高度、高度为150mm的第二高度以及高度为200mm的第三高度;所述路基填料的配比包括:砾石土与膨胀土比例为1:1的第一配比、砾石土与膨胀土比例为1:2的第二配比以及砾石土与膨胀土比例为2:1的第三配比;利用有限元软件进行3因素的设置,得到不同因素联合调理下的沉降位移值。
3.如权利要求2所述的优化分析方法,其特征在于,在进行3因素水平(-1、0、1)试验时,设第三配比为0,设第一配比为-1,设第二配比为1;设第一位置为0,设第三位置为-1,设第二位置为1;设第二高度为0,设第一高度为-1,设第三高度为1。
4.如权利要求1所述的优化分析方法,其特征在于,步骤S2中,运用Box-Behnken响应优化方法进行分析包括,基于Box-Behnken设计的回归方程;所述回归方程表达式如下: ;式中,Y为沉降位移值;β 0 、β i 、β ii 、β ij 表示模型回归系数;X i 、X j 表示输入的因素变量;ε表示观测误差;i表示第i个因素变量,j表示第j个因素变量;一共存在k个因素变量。
5.如权利要求1所述的优化分析方法,其特征在于,步骤S3中,沉降回归分析结果包括,通过获取离差平方和得到F值,以用于不同因素对应的沉降模型的显著性检验:所述获取离差平方和,包括:获取总离差平方和: ;其中,y i 表示第i个因素变量的实际观测值;k为因素变量总数; 是所有因素变量观测值的平均值, ;获取回归平方和: ; 表示第i个因素变量的预测值;以及获取残差平方和: ;获取F值包括: ;n为样本总数。
6.如权利要求5所述的优化分析方法,其特征在于,步骤S3中,沉降回归分析结果还包括,获得模型回归系数: 。
7.如权利要求1所述的优化分析方法,其特征在于,步骤S4中,对响应曲面图和等高线图进行分析包括:依据土工格室位置和高度对路基沉降的响应曲面图和等高线图,得到土工格室位置为0,土工格室高度在140mm至160mm之间时,可得到路基沉降量最小值,在610mm至615mm之间。
8.如权利要求1所述的优化分析方法,其特征在于,步骤S4中,对响应曲面图和等高线图进行分析包括:依据土工格室位置和填料配比对路基沉降的响应曲面图和等高线图,得到:在土工格室位置为0,土工格室填料配比为0时,可得到路基沉降量最小值,在615mm以内。
9.如权利要求1所述的优化分析方法,其特征在于,步骤S4中,对响应曲面图和等高线图进行分析包括:依据工格室高度和填料配比对路基沉降的响应曲面图和等高线图,得到:在土工格室高度在150mm,土工格室填料配比为0时,可得到路基沉降量最小,在610mm-620mm之间。
10.如权利要求1所述的优化分析方法,其特征在于,步骤S4中,以沉降最小值为优化分析目标,得到预测最佳方案,包括:土工格室位于路基顶部;土工格室高度在150mm,土工格室所用的砾石土与膨胀土配比为2:1时路基沉降量最小。