[其他]地震砂土液化区的路堤设计方法

说明书

本发明属于“地震工程学”范畴。用于路基设计，特别是地震砂土液化区的路堤设计。

在地震砂土液化区的路堤设计中，一般采取加大安全系数、适当加固的措施，以解决地震的震害问题，但这种方法容易造成较大浪费或不够安全，缺乏定量依据，所以不便实际应用。

根据日本1977年出版、由田治米辰雄等编著《地盘上震害》一书中，介绍了地基与震害关系，分析了关东大地震时建筑物破坏率与地基构成的关系，其回归方程为同一烈度区内地基构成与死亡率关系。该方程没有将建筑物破坏程度与地基应力直接发生关系，不能直接用于抗震工程中，不能得到用于路堤设计的定量指标。

路堤设计中遇有地震砂土液化区时，怎样正确设计及防护是一个难题，国内外尚未看到有关此项专题研究得出用来设计的定量依据。

本发明的目的是为在地震砂土液化区的铁路、公路设计中，通过计算路堤下沉量选择合理的线路位置，並为采取适当的防护加固措施提供定量的依据。

本发明的目的是以如下方式实现的：在判定为地震砂土液化区后，可根据本地区的地震烈度、地质条件及构筑物类型，利用本发明所提出的回归方程，便可求算出路堤的下沉量（震害指标）。该回归方程是根据海城和唐山地震液化区内，沟海线和京山线路堤震害调查资料，结合有关工程地质条件进行对比分析，以数理统计方法得出的。

该方式形式如下：

δ＝A-Bσ_V+CH_L

其中：δ-路堤下沉量（Cm）

A-初始下沉量，为当σ_V＝0及H_L＝0时的下沉量（Cm），方程中给出。地震烈度为七度区时，A＝30～44（Cm）;地震烈度为八度区时，A＝60～88（Cm）;地震烈度为九度区时，A＝90～132（Cm）。

B-与地表非液化层有关的系数，方程中给出。地震烈度为七度区时，B＝43～53;地震烈度为八度区时，B＝64～80;地震烈度为九度区时，B＝96～106。

σ_V-上复有效压力（kg/cm²）其计算公式为：

σ_V＝ 1/10 （∑H_iν_i+∑H_jν_j）

其中

H_i-地下水位以上不同土质的非液化层厚度（m）;

ν_i-地下水位以上不同土质的非液化层厚度的天然容重（t/m³）;

H_j-地下水位以下不同土质的非液化层厚度（m）;

ν_j-地下水位以下不同土质的非液化层厚度的浮容重（t/m³）。

C-与路堤高度有关的系数，方程中给出。地震烈度为七度区时，C＝2～12;地震烈度为八度区时，C＝4～24;地震烈度为九度地震区时，C＝6～36。

H_L-路堤高度（m）。

由路堤下沉量δ确定路堤防护加固措施，或在已知上复有效压力σ_V，并限定容许下沉量δ的情况下，计算路堤高度，使地震砂土液化区的路堤设计有了定量化的依据，以取得节约、安全的效果。

下面举例进一步详细说明：

在沟海线和京山线不同烈度的震害工点，分别用本发明的回归方程计算其路堤下沉量，并与实际路堤下沉量进行对比，采用系数如下：

七度区：A＝37，B＝48，C＝7;

八度区：A＝69，B＝74，C＝14;

九度区：A＝101，B＝99，C＝21。

其结果，只有个别点是50%误差，一般情况下，误差都在18%以内。