[发明专利]一种地基隆起作用下路基填土消能系数的测算方法

说明书

一种地基隆起作用下路基填土消能系数的测算方法，以科学合理地确定地基隆起作用下路基填土的消能系数，适应实际工程设计与施工的需要。包括以下步骤：(1)通过挖坑灌砂法或挖坑灌水法或核子密度仪法确定路基填土干密度ρ_d，通过室内击实实验确定路基填土最大干密度ρ_dmax，确定路基填土的压实系数K；(2)确定路基填土“压缩效应”系数极限值的倒数β；(3)确定路基填土初始切线“压缩效应”系数的倒数α；(4)确定地基隆起作用下路基填土消能系数κ。

技术领域

本发明涉及高速铁路路基技术领域，特别涉及一种地基隆起作用下路基填土消能系数的测算方法。

技术背景

地基的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，特别是无砟轨道低路堤或路堑基床。在工程设计中，以往只关注无砟轨道路基基底的隆起量，并以此作为设计控制目标，却忽略了路基填土的消能作用，这也极易导致地基过度加固，增加工程数量，抬高铁路投资。可见，考虑路基填土消能的有利作用，推动实施以路基顶面隆起量为控制目标的设计思路是十分必要的，即将路基底部隆起量乘以一个路基填土消能系数以确定路基顶面隆起量，路基顶面隆起量可采用如下公式确定:

式中，为路基顶面隆起量，单位mm；κ为路基填土消能系数；s_e为地基隆起作用下路基底部的隆起量，单位mm。

在上述公式中若路基填土越高消能作用越好，路基填土消能系数κ越小，反之,κ越大。但是设计面临的主要问题是如何便捷的确定路基填土消能系数，以减少大型现场试验或室内模型试验工作量，进而达到快速开展以路基顶面隆起量为控制目标的设计方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种地基隆起作用下路基填土消能系数的测算方法，以科学合理地确定地基隆起作用下路基填土的消能系数，适应实际工程设计与施工的需要。

本发明解决上述技术所采用的技术方案如下：

本发明一种地基隆起作用下路基填土消能系数的测算方法，包括以下步骤：

(1)通过挖坑灌砂法或挖坑灌水法或核子密度仪法确定路基填土干密度ρ_d，通过室内击实实验确定路基填土最大干密度ρ_dmax，按以下公式确定路基填土的压实系数K

式中，K为路基填土的压实系数，无量纲；ρ_d为路基填土干密度，单位g/cm³；ρ_dmax为路基填土最大干密度，单位g/cm³；

(2)通过以下公式确定路基填土“压缩效应”系数极限值的倒数β

β＝e^0.75K

式中，β为路基填土“压缩效应”系数极限值的倒数，无量纲；K为路基填土的压实系数，无量纲；

(3)通过以下公式确定路基填土初始切线“压缩效应”系数的倒数α

α＝10(1-K)^0.25

式中，α为路基填土初始切线“压缩效应”系数的倒数，无量纲；K为路基填土的压实系数，无量纲；

(4)通过以下公式确定地基隆起作用下路基填土消能系数κ：

式中，κ为路基填土消能系数，无量纲；ξ为路基填土“压缩效应”系数，无量纲；β为路基填土“压缩效应”系数极限值的倒数，无量纲；h为路基填高，单位m；λ为常数，单位1/m，λ可取值为1；α为路基填土初始切线“压缩效应”系数的倒数，无量纲。