專利名稱:地震砂土液化區(qū)的路堤設(shè)計(jì)方法
本發(fā)明屬于“地震工程學(xué)”范疇。用于路基設(shè)計(jì)，特別是地震砂土液化區(qū)的路堤設(shè)計(jì)。
在地震砂土液化區(qū)的路堤設(shè)計(jì)中，一般采取加大安全系數(shù)、適當(dāng)加固的措施，以解決地震的震害問題，但這種方法容易造成較大浪費(fèi)或不夠安全，缺乏定量依據(jù)，所以不便實(shí)際應(yīng)用。
根據(jù)日本1977年出版、由田治米辰雄等編著《地盤上震害》一書中，介紹了地基與震害關(guān)系，分析了關(guān)東大地震時(shí)建筑物破壞率與地基構(gòu)成的關(guān)系，其回歸方程為同一烈度區(qū)內(nèi)地基構(gòu)成與死亡率關(guān)系。該方程沒有將建筑物破壞程度與地基應(yīng)力直接發(fā)生關(guān)系，不能直接用于抗震工程中，不能得到用于路堤設(shè)計(jì)的定量指標(biāo)。
路堤設(shè)計(jì)中遇有地震砂土液化區(qū)時(shí)，怎樣正確設(shè)計(jì)及防護(hù)是一個(gè)難題，國內(nèi)外尚未看到有關(guān)此項(xiàng)專題研究得出用來設(shè)計(jì)的定量依據(jù)。
本發(fā)明的目的是為在地震砂土液化區(qū)的鐵路、公路設(shè)計(jì)中，通過計(jì)算路堤下沉量選擇合理的線路位置，並為采取適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)加固措施提供定量的依據(jù)。
本發(fā)明的目的是以如下方式實(shí)現(xiàn)的在判定為地震砂土液化區(qū)后，可根據(jù)本地區(qū)的地震烈度、地質(zhì)條件及構(gòu)筑物類型，利用本發(fā)明所提出的回歸方程，便可求算出路堤的下沉量(震害指標(biāo))。該回歸方程是根據(jù)海城和唐山地震液化區(qū)內(nèi)，溝海線和京山線路堤震害調(diào)查資料，結(jié)合有關(guān)工程地質(zhì)條件進(jìn)行對(duì)比分析，以數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法得出的。
該方式形式如下
δ＝A-BσV+CHL
其中δ-路堤下沉量(Cm)
A-初始下沉量，為當(dāng)σV＝0及HL＝0時(shí)的下沉量(Cm)，方程中給出。地震烈度為七度區(qū)時(shí)，A＝30～44(Cm);地震烈度為八度區(qū)時(shí)，A＝60～88(Cm);地震烈度為九度區(qū)時(shí)，A＝90～132(Cm)。
B-與地表非液化層有關(guān)的系數(shù)，方程中給出。地震烈度為七度區(qū)時(shí)，B＝43～53;地震烈度為八度區(qū)時(shí)，B＝64～80;地震烈度為九度區(qū)時(shí)，B＝96～106。
σV-上復(fù)有效壓力(kg/cm2)其計(jì)算公式為
σV＝ 1/10 (∑Hiνi+∑Hjνj)
其中
Hi-地下水位以上不同土質(zhì)的非液化層厚度(m);
νi-地下水位以上不同土質(zhì)的非液化層厚度的天然容重(t/m3);
Hj-地下水位以下不同土質(zhì)的非液化層厚度(m);
νj-地下水位以下不同土質(zhì)的非液化層厚度的浮容重(t/m3)。
C-與路堤高度有關(guān)的系數(shù)，方程中給出。地震烈度為七度區(qū)時(shí)，C＝2～12;地震烈度為八度區(qū)時(shí)，C＝4～24;地震烈度為九度地震區(qū)時(shí)，C＝6～36。
HL-路堤高度(m)。
由路堤下沉量δ確定路堤防護(hù)加固措施，或在已知上復(fù)有效壓力σV，并限定容許下沉量δ的情況下，計(jì)算路堤高度，使地震砂土液化區(qū)的路堤設(shè)計(jì)有了定量化的依據(jù)，以取得節(jié)約、安全的效果。
下面舉例進(jìn)一步詳細(xì)說明
在溝海線和京山線不同烈度的震害工點(diǎn)，分別用本發(fā)明的回歸方程計(jì)算其路堤下沉量，并與實(shí)際路堤下沉量進(jìn)行對(duì)比，采用系數(shù)如下
七度區(qū)A＝37，B＝48，C＝7;
八度區(qū)A＝69，B＝74，C＝14;
九度區(qū)A＝101，B＝99，C＝21。
其結(jié)果，只有個(gè)別點(diǎn)是50%誤差，一般情況下，誤差都在18%以內(nèi)。


權(quán)利要求
1、一種用作路基設(shè)計(jì)的方法，特別是用作地震砂土液化區(qū)路堤設(shè)計(jì)的方法，其特征在于利用公式δ=A-Bσv+CHL求出路堤下沉量δ，其中
δ路堤下沉量，
A初始下沉量，
σv地表非液化層上復(fù)有效壓力，
B與σv有關(guān)的系數(shù)，
HL路堤高度，
C與HL有關(guān)的系數(shù)，
由δ即可正確的選定線路位置和采取適當(dāng)?shù)穆返谭雷o(hù)措施。
2、根據(jù)權(quán)利要求
1所說的設(shè)計(jì)方法，其特征在于所說的初始下沉量A為上復(fù)有效壓力σV和路堤高度HL均為零時(shí)的下沉量。地震烈度為七度區(qū)時(shí)，A＝30～44(Cm);地震烈度為八度區(qū)時(shí)，A＝60～88(Cm);地震烈度為九度地震區(qū)時(shí)，A＝90～132(Cm)。
3、根據(jù)權(quán)利要求
1所說的設(shè)計(jì)方法，其特征在于所說的系數(shù)B，地震烈度為七度區(qū)時(shí)，B＝43～53;地震烈度為八度區(qū)時(shí)，B＝64～80;地震烈度為九度區(qū)時(shí)，B＝96～106。
4、根據(jù)權(quán)利要求
1所說的設(shè)計(jì)方法，其特征在于所說的系數(shù)C，當(dāng)?shù)卣鹆叶葹槠叨葏^(qū)時(shí)，C＝2～12;地震烈度為八度區(qū)時(shí)，C＝4～24;地震烈度為九度區(qū)時(shí)，C＝6～36。
專利摘要
本發(fā)明屬于“地震工程學(xué)”范疇。用于路基設(shè)計(jì)，特別是用做地震液化區(qū)的路堤設(shè)計(jì)的方法。 本發(fā)明的特征在于利用一個(gè)可求出路堤下沉量δ的回歸方程，即δ＝A-Bδv+CHL，其中A為初始下沉量(cm)，B為與上復(fù)有效壓力δv有關(guān)的系數(shù)，C為與路堤高HL有關(guān)的系數(shù)。利用該下沉量可在地震砂土液化區(qū)進(jìn)行鐵路、公路選線及路基設(shè)計(jì)中，為選定線路位置和路堤防護(hù)措施提供可靠依據(jù)。
文檔編號(hào)E01B2/00GK85103637SQ85103637
公開日1986年10月8日 申請(qǐng)日期1985年5月28日
發(fā)明者程昌遠(yuǎn) 申請(qǐng)人:鐵道部第三勘測設(shè)計(jì)院職工鐵道工程學(xué)院導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan