[發(fā)明專利]道床板基礎(chǔ)脫空試驗(yàn)?zāi)M結(jié)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210042701.2
• 申請(qǐng)日: 2012-02-23
• 公開（公告）號(hào): CN102608297A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃崇偉;徐一峰;劉偉杰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海市城市建設(shè)設(shè)計(jì)研究總院
• 主分類號(hào): G01N33/38
• 分類號(hào): G01N33/38
• 代理公司: 上海碩力知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 31251
• 代理人: 劉峰

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及道路與鐵道工程基礎(chǔ)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于道板床或水泥混凝土路面基礎(chǔ)脫空試驗(yàn)的結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

無砟軌道、公路等作為狹長(zhǎng)的線形構(gòu)筑物，具有覆蓋地域跨度大、范圍廣等特點(diǎn)。這類結(jié)構(gòu)的路基性能受當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)地貌、路基填料、施工質(zhì)量控制、行車荷載及溫濕外界環(huán)境等多方面因素的影響。由于路基土本身的不均勻性和外界影響因素的不均勻性，從空間分布形式來分，路基的不均勻變形可以分為縱向不均勻變形和橫向不均勻變形。

上述的路基縱向不均勻變形主要是源于以下因素：沿線土質(zhì)的差異(包括地基土層的性質(zhì)、厚度不一、路基填料在物理、力學(xué)特性方面的差異)，路基土壓實(shí)度的施工變異性，半填半挖的路基形式和沿線路橋(涵)過渡段的結(jié)構(gòu)性差異等。

上述的路基橫向不均勻變形體現(xiàn)在路基土本身沿橫向的不均勻變化，以及行車荷載作用沿路基橫向分布的差異。尤其在軟土地區(qū)，高路堤在“梯形”土體自重作用下，在路基頂面通常會(huì)形成“盆狀”沉降斷面，一般將這種沉降盆假設(shè)為拋物線或正弦曲線形。

當(dāng)路基的不均勻變形過大時(shí)，行車荷載和溫度荷載不足以使路基的面層與其下部結(jié)構(gòu)層接觸，道床板將呈現(xiàn)簡(jiǎn)支結(jié)構(gòu)或懸臂結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)，而使路基的面層應(yīng)力劇增，嚴(yán)重影響到道床板的使用壽命。按目前的道板床室內(nèi)試驗(yàn)技術(shù)水平，缺乏一套精確模擬現(xiàn)場(chǎng)道床板脫空結(jié)構(gòu)的科學(xué)方法。

如圖1所示為現(xiàn)有的道床板基礎(chǔ)脫空試驗(yàn)?zāi)M結(jié)構(gòu)，上層為道板床1，下層為支承層2。將沉降盆模擬為均一厚度的脫空區(qū)域11、12、13，以等差脫空數(shù)列形式模擬沉降盆，且在不同脫空厚度中間用水泥混凝土支承條21、22間隔，道床板的縱向脫空區(qū)域也以等同脫空尺寸模擬。

但上述現(xiàn)有的道床板試驗(yàn)?zāi)M結(jié)構(gòu)與現(xiàn)場(chǎng)工程實(shí)際差距較大，無法精確模擬現(xiàn)場(chǎng)脫空結(jié)構(gòu)的空間分布，且支撐條的存在增加了分析的難度，影響到分析的精確度。上述試驗(yàn)?zāi)M結(jié)構(gòu)存在以下技術(shù)問題亟待解決：

1、脫空結(jié)構(gòu)的空間分布模擬失真

路基的空間不均勻變形體現(xiàn)在路基土本身沿縱向、橫向的不均勻變化，以及行車荷載作用沿路基橫向分布的差異。尤其在軟土地區(qū)，高路堤會(huì)形成縱向不均勻變形、橫向“盆狀”沉降斷面的道床板脫空空間分布。在室內(nèi)試驗(yàn)?zāi)M時(shí)，常常將不均勻脫空結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化成單一脫空厚度結(jié)構(gòu)進(jìn)行模擬，無法精確獲得與現(xiàn)場(chǎng)工程較為一致的試驗(yàn)結(jié)果。

2、脫空結(jié)構(gòu)的時(shí)間分布模擬失真

道床板在使用過程中，由于填封縫材料質(zhì)量問題或其工藝不當(dāng)，雨水沿道板床接裂縫下滲，在行車荷載反復(fù)作用下，形成有壓水在板底接裂縫處和板邊高速流動(dòng)，對(duì)支承層的頂面進(jìn)行沖刷，細(xì)顆粒從接裂縫處和板邊被帶到道床板頂面產(chǎn)生唧泥現(xiàn)象，隨著細(xì)顆粒的不斷被帶出導(dǎo)致道床板板底脫空。現(xiàn)有的脫空試驗(yàn)?zāi)M結(jié)構(gòu)無法體現(xiàn)板底脫空結(jié)構(gòu)隨時(shí)間的變化過程。

3、脫空區(qū)域間支承情況模擬失真

為模擬道床板脫空結(jié)構(gòu)的不同脫空厚度，現(xiàn)有的做法是將道床板的板底劃分為不等厚度的脫空區(qū)域，每個(gè)區(qū)域間用水泥混凝土砂漿條支承。這種模擬結(jié)構(gòu)人為地分割了脫空區(qū)域之間的連續(xù)性，且中間用水泥混凝土砂漿支承條嚴(yán)重破壞了脫空區(qū)域水泥混凝土板的應(yīng)力集中現(xiàn)象，必然導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果與實(shí)際情況不符。

另一方面，上述現(xiàn)有脫空結(jié)構(gòu)的模擬情況與目前的理論模型假設(shè)條件不吻合，導(dǎo)致室內(nèi)實(shí)驗(yàn)與力學(xué)計(jì)算結(jié)果不一致。

因此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員致力于開發(fā)一種精度高的道床板基礎(chǔ)脫空試驗(yàn)?zāi)M結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種精度高的道床板基礎(chǔ)脫空試驗(yàn)?zāi)M結(jié)構(gòu)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種道床板基礎(chǔ)脫空試驗(yàn)?zāi)M結(jié)構(gòu)，包括結(jié)構(gòu)上層及結(jié)構(gòu)下層；在所述結(jié)構(gòu)上層與所述結(jié)構(gòu)下層之間設(shè)置有硫磺砂漿材料的熱敏結(jié)構(gòu)層，所述熱敏結(jié)構(gòu)層中設(shè)置有分區(qū)控制的發(fā)熱部件；某一分區(qū)控制的所述發(fā)熱部件發(fā)熱后融化該分區(qū)的所述熱敏結(jié)構(gòu)層，在所述結(jié)構(gòu)上層與所述結(jié)構(gòu)下層之間形成分區(qū)控制的脫空區(qū)域。

較佳地，所述熱敏結(jié)構(gòu)層包括沿道床板基礎(chǔ)深度分布的多個(gè)分層，在各所述分層中分別設(shè)置分層控制的所述發(fā)熱部件。

較佳地，所述熱敏結(jié)構(gòu)層在道床板基礎(chǔ)深度上為厚度均勻分布或厚度不均分布。

較佳地，所述熱敏結(jié)構(gòu)層在道床板基礎(chǔ)平面上為規(guī)則分布或不規(guī)則分布。

較佳地，所述脫空區(qū)域?yàn)橥剐位虬夹巍?!-- SIPO -->

較佳地，所述發(fā)熱部件為電阻絲。

本發(fā)明的有益效果是：