[發明專利]一種高鐵地基泥巖上覆荷載下膨脹量原位智能測定方法

有效

• 申請號: 201910085698.4
• 申請日: 2019-01-29
• 公開（公告）號: CN109781964B
• 公開（公告）日: 2023-05-09
• 發明（設計）人: 薛彥瑾;王起才;張戎令;馬麗娜;代金鵬;張凱;段運;謝超;張乘波;王陽;王沖;王炳忠;李進前;張唐瑜;崔寶紅;王新斌;王志委
• 申請（專利權）人: 蘭州交通大學
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24;G01B5/30;G01B7/16;E02D33/00
• 代理公司: 甘肅省知識產權事務中心代理有限公司 62100
• 代理人: 陳超

本發明涉及高速鐵路技術領域，公開了一種高鐵地基泥巖上覆荷載下膨脹量原位智能測定方法，開挖試驗基坑、臨空面，臨空面深度大于基坑深度；基坑底部挖圓形試驗區域、溝槽、滲流通道孔，完成后對各試驗區域進行整平；沿滲流通道孔周圍挖豎向濕度傳感器放置孔；在臨空面側壁上挖橫向濕度傳感器放置孔；放置孔中放濕度傳感器，安裝濕度巡檢儀、出水孔注水管、滲流通道管件、防水膜、加載底板、機電百分表、加載立柱、加載頂板、堆載物、蓄水桶等，放置孔內的多余空間用細沙填埋擠壓密實；滲流通道加滿水試驗開始。記錄機電百分表數值，結合設定的參數，計算出試驗區域泥巖豎向總膨脹量。有益效果：施工便捷、自動化程度高、成本低。

技術領域

本發明涉及高速鐵路無砟軌道路基技術領域，具體涉及一種高鐵地基泥巖上覆荷載下膨脹量測定裝置。

背景技術

高速鐵路是現代科學技術在交通運輸領域集成創新的產物，具有速度高、能耗低、排放少等顯著經濟技術優勢。發展高速鐵路，對我國這樣一個幅員遼闊、人口眾多、資源相對有限的發展中大國而言，具有極其重要意義和價值。對一般鐵路工程而言，弱膨脹性泥巖地基的膨脹變形對路基影響較小，常忽略不計，而高速鐵路無砟軌道對膨脹變形值要求極為嚴格，上拱允許調整量僅為4mm，當高速鐵路穿越弱膨脹性泥巖地段時，由于泥巖的膨脹將導致路基上拱，進而使軌道不平順性加劇，這將直接影響機車車輛振動、輪軌相互作用及行車安全舒適性能，最終將影響高速鐵路安全運營。

關于弱膨脹性泥巖地基引起高速鐵路路基上拱的研究，國內外鮮有報道。上覆荷載是影響路基上拱的關鍵因素，上覆荷載越大對泥巖膨脹性抑制作用越強，路基上拱量越小，上覆荷載越小對泥巖膨脹性抑制作用越弱，路基上拱量越大。而目前對上覆荷載作用下泥巖膨脹量測定方法大多在室內進行，但室內受試驗尺寸效應、邊界條件、擾動等影響，試驗結果依然不能真實、有效反映構筑物在實際工作中受力狀況；而現場對上覆荷載作用下泥巖膨脹量測定方法并未考慮測試區域泥巖是否已均勻、完全滲水，且測試區域滲水孔對泥巖最終膨脹值存在削減，因此最終測得的泥巖膨脹值偏小，不能準確反映地基泥巖膨脹給路基造成的最大危害，致使高速鐵路無砟軌道的運營存在安全隱患。

為此，針對上覆荷載作用下高鐵泥巖地基膨脹量原位測定方法的不足，提供一種施工便捷、自動化程度高、成本低廉的膨脹量原位測定方法，對泥巖地基高速鐵路無砟軌道的設計和施工具有十分重要的意義。

發明內容

本發明的目的是提供一種高鐵地基泥巖上覆荷載下膨脹量原位智能測定方法。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種高鐵地基泥巖上覆荷載下膨脹量原位智能測定方法，其結構包括加載頂板，加載頂板的上表面放置堆載物、加載頂板下表面為加載立柱，所述加載立柱的底部放置于加載底板之上，所述加載底板的上表面設置有伸縮裝置，伸縮裝置頂部設有頂板，頂板上表面與機電百分表的觸頭接觸，所述機電百分表固定于橫梁，所述橫梁固定于地面；所述機電百分表通過位移信號線連接位移顯示器，所述位移顯示器通過電源線連接于控制器；所述加載底板設置有濕度感應器和注水管孔，所述濕度感應器通過第一濕度信號線與濕度控制開關連接，所述濕度控制開關通過電線與電動執行機構連接，所述電動執行機構連接電動閥門，電動閥門由電動執行機構控制開閉，所述電動閥門設置在輸水管上，輸水管一頭與蓄水桶相連，輸水管另一頭放置于注水管孔內，輸水管上安裝流量計和手動閥門，蓄水桶放置于地面，所述濕度控制開關通過電源線連接于控制器；所述加載底板底面布置防水膜和砂，所述砂的下表面設有多出水孔注水管，多出水孔注水管上設有注水口、濕度感應口、出水口，注水口與輸水管相連，濕度感應口與濕度感應器相連，出水口與滲流通道相連通，滲流通道為豎向，滲流通道內部中空、外壁上均勻地開設有若干滲水孔，所述滲流通道周圍布設有濕度傳感器，所述濕度傳感器通過第二濕度信號線連接于濕度巡檢儀，所述濕度巡檢儀通過電源線與控制器相連；所述控制器有3對接線頭，其中一對接線頭正負極與位移顯示器、濕度控制開關、濕度巡檢儀各自的供電線接頭連接，一對接線頭正負極與蓄電池相連，一對接線頭正負極與電源相連。

操作、測定過程：1）在計劃測量區域選擇一塊場地，清除地表浮土，開挖試驗基坑，基坑開挖完成后，對坑底整平；