一种基于隆起变形控制的盐渍土路堑基床结构设计方法技术

一种基于隆起变形控制的盐渍土路堑基床结构设计方法，以科学合理地设计高速铁路或磁悬浮盐渍土路堑基床结构，且能够适应实际工程需要。包括以下步骤：①确定路堑基床顶面的允许隆起量；②初步确定盐渍土路堑基床结构；③确定路堑基床顶面以下盐胀大气影响深度l0，计算确定盐渍土路堑基床结构隆起计算厚度h0；④确定隆起计算厚度范围内冬季降温前基床底层下结构层第j层土的温度Tj等参数；⑤通过现场采集隆起计算厚度范围内粗颗粒盐渍土土样及盐渍土地基土样，并在室内开展盐胀试验、压缩回弹试验、含水率试验、土粒比重试验及重度试验，确定基床底层下结构层第j层土的盐胀指数Csj等参数；⑥计算确定路堑基床顶面隆起量

【技术实现步骤摘要】
一种基于隆起变形控制的盐渍土路堑基床结构设计方法
本专利技术涉及岩土工程
，特别涉及一种基于隆起变形控制的盐渍土路堑基床结构设计方法。技术背景隆起变形极易引发高速铁路无砟轨道板开裂，造成重大的无砟轨道病害，甚至危及高速列车的行车安全。盐渍土在冬季降温条件下具有盐胀特性，在类似地区修建高速铁路或磁悬浮路堑时，采用粗颗粒盐渍土填筑的基床结构层及基床底部盐渍土地基易发生隆起变形。CN207130544U的中国技术专利公开了中-强盐渍土地区船槽隔断式无砟轨道路堑基床结构，其特征是路堑开挖后的地基上依次设置基床底层下结构层、基床底层上结构层、基床表层。然而，该专利尚未给出路堑基床顶面隆起变形的确定方法，基床底层上结构层及基床底层下结构层的厚度确定也缺乏设计依据，目前也无相关规范、文献或专利予以提及。可见，極需在考虑开挖卸荷对地基变形影响的基础上，提出一种以隆起变形为控制目标的盐渍土路堑基床结构设计方法，改进传统设计领域存在的不足。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种基于隆起变形控制的盐渍土路堑基床结构设计方法，以科学合理地设计高速铁路或磁悬浮盐渍土路堑基床结构，且能够适应实际工程需要。本专利技术解决上述技术所采用的技术方案如下：本专利技术一种基于隆起变形控制的盐渍土路堑基床结构设计方法，包括以下步骤：(1)根据高速铁路或磁悬浮变形控制要求，确定路堑基床顶面的允许隆起量单位mm；(2)初步确定盐渍土路堑基床结构，基床表层厚度ha，单位m，采用粗颗粒非盐渍土填筑；基床底层上结构层厚度hd1，单位m，采用粗颗粒非盐渍土填筑；基床底层下结构层厚度hd2，单位m，采用粗颗粒盐渍土填筑，基床底层下结构层底部为路堑开挖后的盐渍土地基；(3)通过现场调查或资料查询，确定路堑基床顶面以下盐胀大气影响深度l0，单位m；通过以下公式确定盐渍土路堑基床结构隆起计算厚度h0：式中，h0为盐渍土路堑基床结构隆起计算厚度，单位m；ha为基床表层厚度，单位m；hd1为基床底层上结构层厚度，单位m；(4)通过现场调查或资料查询，确定隆起计算厚度范围内冬季降温前基床底层下结构层第j层土的温度Tj1，单位℃，盐渍土地基第i层土的温度Ti1，单位℃；确定隆起计算厚度范围内冬季降温期间基床底层下结构层第j层土出现的最低温度Tj2，单位℃，盐渍土地基第i层土出现的最低温度Ti2，单位℃；(5)通过现场采集隆起计算厚度范围内粗颗粒盐渍土土样及盐渍土地基土样，并在室内开展盐胀试验、压缩回弹试验、含水率试验、土粒比重试验及重度试验，确定基床底层下结构层第j层土的盐胀指数Csj，盐渍土地基第i层土的盐胀指数Csi；确定盐渍土地基第i层土的卸荷回弹指数Cei；确定温度Tj1降至Tj2后基床底层下结构层第j层土的盐胀力σTj，单位kPa，温度Ti1降至Ti2后盐渍土地基第i层土的盐胀力σTi，单位kPa；确定温度Tj1下基床底层下结构层第j层土的初始孔隙比e0j，盐渍土地基原位应力状态下第i层土的初始孔隙比e0i；确定基床底层下结构层第j层土的有效自重应力σy0j，单位kPa，盐渍土地基第i层土的原位有效自重应力σy0i，单位kPa；确定路堑开挖产生的有效应力变化Δσ-，单位kPa；(6)通过以下公式确定路堑基床顶面隆起量式中，为路堑基床顶面隆起量，单位mm；n为隆起计算厚度范围内划分的土层数；κ为基床底层下结构层顶面上覆填土的消能系数；Δsej为基床底层下结构层第j层土的盐胀量，单位mm；Δsei为盐渍土地基第i层土的盐胀量，单位mm；Csj为基床底层下结构层第j层土的盐胀指数；Δzj为基床底层下结构层第j层土的分层厚度，单位mm；e0j为温度Tj1下基床底层下结构层第j层土的初始孔隙比；σy0j为基床底层下结构层第j层土的有效自重应力，单位kPa；Δσyj为基床底层下结构层顶面上覆荷载作用下第j层土产生的有效应力变化，单位kPa；σTj为温度Tj1降至Tj2后基床底层下结构层第j层土的盐胀力σTj，单位kPa；Csi为盐渍土地基第i层土的盐胀指数；Δzi为盐渍土地基第i层土的分层厚度，单位mm；e0i为盐渍土地基原位应力状态下第i层土的初始孔隙比；Cei为盐渍土地基第i层土的卸荷回弹指数；σy0i为盐渍土地基第i层土的原位有效自重应力，单位kPa；Δσ-为路堑开挖产生的有效应力变化，单位kPa；Δσyi为盐渍土地基顶面上覆荷载作用下第i层土产生的有效应力变化，单位kPa；σTi为温度Ti1降至Ti2后盐渍土地基第i层土的盐胀力σTi，单位kPa；(7)根据计算结果，判定是否满足若满足则按步骤(2)初步确定的盐渍土路堑基床结构进行设计，若不满足则重复步骤(2)至步骤(6)的工作，直至满足以设计合理的盐渍土路堑基床结构。本专利技术的有益效果是，在综合考虑路堑开挖卸荷、上覆置换荷载(基床表层、基床底层上结构层及轨道荷载)及填土消能影响的基础上，结合基床底层下结构层及地基的降温区别及盐胀差异性特征，通过以路堑基床顶面隆起量为设计控制目标，提出了一种以隆起变形为控制目标的盐渍土路堑基床结构设计方法，该方法能够科学合理的设计盐渍土地区路堑基床结构，为高速铁路或磁悬浮路堑基床的合理设计提供了理论依据，弥补了现行规范存在的空白，适应实际工程需要。本专利技术适用于高速铁路及磁悬浮盐渍土路堑基床结构设计。附图说明图1是盐渍土路堑基床结构横断面示意图。图中示出构件和对应的标记：基床表层1，基床底层上结构层2，基床底层下结构层3，盐渍土地基D，基床表层厚度ha，基床底层上结构层厚度hd1，基床底层下结构层厚度hd2，路堑基床顶面以下盐胀大气影响深度l0。具体实施方式下面通过具体的实施例并结合附图进一步说明本专利技术。参照图1，本专利技术的一种基于隆起变形控制的盐渍土路堑基床结构设计方法，包括以下步骤：(1)根据高速铁路或磁悬浮变形控制要求，确定路堑基床顶面的允许隆起量单位mm；(2)初步确定盐渍土路堑基床结构，基床表层厚度ha，单位m，采用粗颗粒非盐渍土填筑；基床底层上结构层厚度hd1，单位m，采用粗颗粒非盐渍土填筑；基床底层下结构层厚度hd2，单位m，采用粗颗粒盐渍土填筑，基床底层下结构层3底部为路堑开挖后的盐渍土地基D；(3)通过现场调查或资料查询，确定路堑基床顶面以下盐胀大气影响深度l0，单位m；通过以下公式确定盐渍土路堑基床结构隆起计算厚度h0：式中，h0为盐渍土路堑基床结构隆起计算厚度，单位m；ha为基床表层厚度，单位m；hd1为基床底层上结构层厚度，单位m；(4)通过现场调查或资料查询，确定隆起计算厚度范围内冬季降温前基床底层下结构层(3)第j层土的温度Tj1，单位℃，盐渍土地基D第i层土的温度Ti1，单位℃；确定隆起计算厚度范围内冬季降温期间基床底层下结构层(3)第j层土出现的最低温度Tj2，单位℃，盐渍土地基D第i层土出现的最低温度Ti2，单位℃；(5)通过现场采集隆起计算厚度范围内粗颗粒盐渍土土样及盐渍土地基D土样，并在室内开展盐胀试验、压缩回弹试验、含水率试验、土粒比重试验及重度试验，确定基床底层下结构层3第j层土的盐胀指数Csj，盐渍土地基D第i层土的盐胀指数Csi；确定盐渍土地基D第i层土的卸荷回弹指数Cei；确定温度Tj1降至Tj2后基床底层下结构层本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于隆起变形控制的盐渍土路堑基床结构设计方法，包括以下步骤：(1)根据高速铁路或磁悬浮变形控制要求，确定路堑基床顶面的允许隆起量

【技术特征摘要】
1.一种基于隆起变形控制的盐渍土路堑基床结构设计方法，包括以下步骤：(1)根据高速铁路或磁悬浮变形控制要求，确定路堑基床顶面的允许隆起量单位mm；(2)初步确定盐渍土路堑基床结构，基床表层厚度ha，单位m，采用粗颗粒非盐渍土填筑；基床底层上结构层厚度hd1，单位m，采用粗颗粒非盐渍土填筑；基床底层下结构层厚度hd2，单位m，采用粗颗粒盐渍土填筑，基床底层下结构层(3)底部为路堑开挖后的盐渍土地基(D)；(3)通过现场调查或资料查询，确定路堑基床顶面以下盐胀大气影响深度l0，单位m；通过以下公式确定盐渍土路堑基床结构隆起计算厚度h0：式中，h0为盐渍土路堑基床结构隆起计算厚度，单位m；ha为基床表层厚度，单位m；hd1为基床底层上结构层厚度，单位m；(4)通过现场调查或资料查询，确定隆起计算厚度范围内冬季降温前基床底层下结构层(3)第j层土的温度Tj1，单位℃，盐渍土地基(D)第i层土的温度Ti1，单位℃；确定隆起计算厚度范围内冬季降温期间基床底层下结构层(3)第j层土出现的最低温度Tj2，单位℃，盐渍土地基(D)第i层土出现的最低温度Ti2，单位℃；(5)通过现场采集隆起计算厚度范围内粗颗粒盐渍土土样及盐渍土地基(D)土样，并在室内开展盐胀试验、压缩回弹试验、含水率试验、土粒比重试验及重度试验，确定基床底层下结构层(3)第j层土的盐胀指数Csj，盐渍土地基(D)第i层土的盐胀指数Csi；确定盐渍土地基(D)第i层土的卸荷回弹指数Cei；确定温度Tj1降至Tj2后基床底层下结构层(3)第j层土的盐胀力σTj，单位kPa，温度Ti1降至Ti2后盐渍土地基(D)第i层土的盐胀力σTi，单位kPa；确定温度Tj1下基床底层下结构层(3)第j层土的初始孔隙比e0j，盐渍土地基(D)原位应力状态下第i层土的初始孔隙比e0i；确定基床底层下结构层(3)第j层土的有效自重应力σy0j，单位kPa，盐渍土地基(D)第i层土的原位有效自重应力σy0i，单位kPa；确定路堑开挖产生的有效应力变化Δσ-，单位kPa；(6)通过以下公式确定路堑基床顶面隆起量式中，为路堑基床顶面隆起量，单位mm；n为隆起计算厚度范围内划分的土层数；κ为基床底层下结构层(3)顶面上覆填土的消能系数；Δsej为基床底层下结构层(3)第j层土的盐胀量，单位mm；Δsei为盐渍土地基(D)第i层土的盐胀量，单位mm；Csj为基床底层下结构层(3)第j层土的盐胀指数；Δzj为基床底层下结构层(3)第j层土的分层厚度，单位mm；e0j为温度Tj1下基床底层下结构层(3)第j层土的初始孔隙比；σy0j为基床底层下结构层(3)第j层土的有效自重应力，单位kPa；Δσyj为基床底层下结构层(3)顶面上覆荷载作用下第j层土产生的有效应力变化，单位kPa；σTj为温度Tj1降至Tj2后基床底层下结构层(3)第j层土的盐胀力σTj，单位kPa；Csi为盐渍土地基(D)第i层土的盐胀指数；Δzi为盐渍土地基(D)第i层土的分层厚度，单位mm；e0i为盐渍土地基(D)原...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈伟志，李安洪，胡会星，龚建辉，秦谢宇，周川滨，姚裕春，吴沛沛，杨晓华，郭在旭，葛学军，李尧，雷洋，
申请(专利权)人：中铁二院工程集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：四川,51