[发明专利]帮宽路基作用于既有缓坡路堤的水平推力评估方法

说明书

帮宽路基作用于既有缓坡路堤的水平推力评估方法，为既有缓坡路堤的帮宽路基工程设计提供关键参数，科学合理地评估既有路堤帮宽建造涉及的列车运营舒适性与安全性。包括如下步骤：①通过室内土工试验，确定既有路堤边坡与帮宽路基之间的摩擦角、帮宽路基填料内摩擦角φ和帮宽路基填料重度γ；②通过现场测绘，确定既有路堤边坡高度H和既有路堤边坡与水平面的夹角α；③通过以下公式确定帮宽路基作用于既有缓坡路堤的水平推力E：

技术领域

本发明涉及岩土工程技术领域，特别涉及帮宽路基作用于既有缓坡路堤的水平推力评估方法。

技术背景

近年来，随着轨道交通迅速发展，新建(构)筑物与既有建(构)筑物难免交叉影响，二者相互关系包括紧邻、上跨、下穿等。在新建(构)筑物附加荷载作用下，既有建(构)筑物可能产生不均匀沉降、倾斜失稳、压溃压裂等病害，甚至引发重大安全事故。随着高速铁路逐步成网，新建铁路势必接入国家八纵八横主干线。

然而，新建铁路引入主干线无砟铁路时，一般是选择在路基段接入既有铁路，即在既有无砟铁路路堤帮宽建造新路基工程，此类路基帮宽建造工程若处置不当，极易引发既有无砟铁路路基竖向或侧向变形超限，直接影响既有铁路高速列车运营舒适性，甚至可能威胁列车安全运营，造成重大安全事故，还可能影响着新建铁路在引入段的平顺性及舒适性。关于既有无砟铁路路堤是否发生侧向位移取决于其受到的水平推力大小，当帮宽路基作用于既有路堤的水平推力大于某一临界值时，既有路堤将发生侧向位移，且水平推力越大、侧向位移也越大；反之，当帮宽路基作用于既有路堤的水平推力较小时，既有路堤将不会发生侧向位移。

由此可见，无论帮宽路基采用何种形式予以建造，在工程设计时均需合理评估帮宽路基作用于既有路堤的水平推力，而后才能依据水平推力大小进一步确定既有路堤的侧向位移大小及其对列车运营舒适性与安全性的影响。然而，已有的专利、论文及规范等均无提及帮宽路基作用于既有路堤的水平推力评估方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种帮宽路基作用于既有缓坡路堤的水平推力评估方法，为既有缓坡路堤的帮宽路基工程设计提供关键参数，科学合理地评估既有路堤帮宽建造涉及的列车运营舒适性与安全性。

本发明解决上述技术问题所采取的技术方案如下：

本发明帮宽路基作用于既有缓坡路堤的水平推力评估方法，包括如下步骤：

①通过室内土工试验，确定既有路堤边坡与帮宽路基之间的摩擦角δ，单位rad；确定帮宽路基填料内摩擦角单位rad；确定帮宽路基填料重度γ，单位kN/m³；

②通过现场测绘，确定既有路堤边坡高度H，单位m；确定既有路堤边坡与水平面的夹角α，单位rad；

③通过以下公式确定帮宽路基作用于既有缓坡路堤的水平推力E：

式中E为帮宽路基作用于既有缓坡路堤的水平推力，单位kN。

本发明的有益效果是，基于室内土工试验成果及现场测试数据分析，通过归纳总结和理论推导，建立了帮宽路基作用于既有缓坡路堤的水平推力评估方法，该方法能科学合理地确定新建帮宽路基工程在既有缓坡路堤产生的水平推力大小，为帮宽路基工程设计提供关键参数，还是评估既有路堤上列车高速运营舒适性与安全性的前提。该方法评估流程清晰、参数易于确定、操作计算简便，具有广阔的推广应用前景，社会、经济、环境效益显著。

附图说明

图1是本发明既有路堤的帮宽路基横断面示意图。

图中示出构件和对应的标记：既有路堤J、边坡1、帮宽路基B。

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发明。