[发明专利]一种钻孔灌注桩箱式路基结构槽型顶板动应力的确定方法

说明书

一种钻孔灌注桩箱式路基结构槽型顶板动应力的确定方法，以科学合理地确定结构承担的动应力，便于结构动响应设计，该方法实施便捷，流程清晰，能够适应工程需要。该方法包括以下步骤：(1)通过现场行车测试，确定填筑体顶面的列车动应力σ_max，确定填筑体厚度h；(2)通过挖坑灌砂法或挖坑灌水法或核子密度仪法确定填筑体干密度ρ_d，通过室内击实实验确定填筑体最大干密度ρ_dmax，计算确定填筑体的压实系数K；(3)计算确定槽型顶板动应力σ_d。

技术领域

本发明涉及高速铁路路基结构技术领域，特别涉及一种钻孔灌注桩箱式路基结构槽型顶板动应力的确定方法。

技术背景

目前，在平原区修建高铁由于合格填料缺乏，需远运处理，而且地基土层一般较深厚、松软，需进行地基处理，路基填料及地基处理费用巨大，填高6米时每公里区间路基的综合造价就高达5000～6000万元，与桥梁相比已无经济优势。因此，在平原区当填高超过6米后多采用“以桥代路”处理，线路“桥隧比”居高不下，铁路投资增长较多。

为了解决上述问题，本申请人在同日提出的实用新型专利申请中公开了一种高速铁路钻孔灌注桩箱式路基结构，该结构包括钻孔灌注桩和箱式体，钻孔灌注桩沿线路横向、纵向间隔设置在地基中，箱式体设置在各钻孔灌注桩之上且与其桩顶固结为一体；所述箱式体为由槽型顶板、底板和两侧腹板构成的钢筋混凝土箱型构造体，轨道结构设置于槽型顶板之上。

上述钻孔灌注桩箱式路基结构在平原或缺乏填料的地区具备广阔应用前景，能够有效解决传统路基占地多、填料用量大及地基处理工程量高等难题，但该结构在高速列车荷载作用下槽型顶板承担的动应力如何确定，目前尚没有一种合理的方法。出于结构动响应设计需求，極需提出一种钻孔灌注桩箱式路基结构槽型顶板动应力的确定方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种钻孔灌注桩箱式路基结构槽型顶板动应力的确定方法，以科学合理地确定结构承担的动应力，便于结构动响应设计，该方法实施便捷，流程清晰，能够适应工程需要。

本发明解决上述技术所采用的技术方案如下：

本发明一种钻孔灌注桩箱式路基结构槽型顶板动应力的确定方法，包括以下步骤：

(1)通过现场行车测试，确定填筑体顶面的列车动应力σ_max，单位kPa；确定填筑体厚度h，单位m；

(2)通过挖坑灌砂法或挖坑灌水法或核子密度仪法确定填筑体干密度ρ_d，通过室内击实实验确定填筑体最大干密度ρ_dmax，按以下公式确定填筑体的压实系数K：

式中，ρ_d为填筑体的干密度，单位g/cm³；ρ_dmax为填筑体的最大干密度，单位g/cm³；

(3)通过以下公式确定槽型顶板动应力σ_d：

σ_d＝σ_maxe^-Kλh

式中，σ_max为填筑体顶面的列车动应力，单位kPa；K为填筑体的压实系数，无量纲；λ为常数，单位1/m，λ取值为1；h为填筑体厚度，单位m。

本发明的有益效果是，在综合考虑填筑体压实刚度及压实厚度的基础上，通过大量现场激振试验的数据拟合，建立了列车动应力沿填筑体的衰减公式，采用该公式能合理确定钻孔灌注桩箱式路基结构槽型顶板的动应力，为动力设计提供可靠依据，实施便捷，流程清晰，能够适应实际工程需要。

附图说明

本说明书包括如下三幅附图：