[發明專利]一種高鐵微膨脹泥巖地基膨脹力確定方法及相關裝置

在審

• 申請號: 202210433546.0
• 申請日: 2022-04-24
• 公開（公告）號: CN114818449A
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發明（設計）人: 薛彥瑾;王起才;馬麗娜;余云燕;張戎令;任天宇;申昊;王多偉;包喜康;安榮
• 申請（專利權）人: 蘭州交通大學
• 主分類號: G06F30/25
• 分類號: G06F30/25;G06F30/13;G06F119/14
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 杜楊

本申請提供了一種高鐵微膨脹泥巖地基膨脹力確定方法及相關裝置，涉及膨脹泥巖膨脹力確定技術領域。首先獲取微觀參數，再依據微觀參數確定每個蒙脫石顆粒的晶層膨脹力，然后依據每個蒙脫石顆粒的晶層膨脹力確定所有蒙脫石顆粒的橫向膨脹力與豎向膨脹力，再依據蒙脫石顆粒的橫向膨脹力與豎向膨脹力確定等效蒙脫石顆粒的橫向膨脹力與豎向膨脹力，再獲取微膨脹泥巖的膨脹性定量值，最后依據膨脹性定量值、等效蒙脫石顆粒的橫向膨脹力與豎向膨脹力確定微膨脹泥巖的橫向膨脹力與豎向膨脹力。本申請提供的高鐵微膨脹泥巖地基膨脹力確定方法及相關裝置具有確定橫向膨脹力與豎向膨脹力精度更高的優點。

技術領域

本申請涉及泥巖膨脹力確定技術領域，具體而言，涉及一種高鐵微膨脹泥巖地基膨脹力確定方法及相關裝置。

背景技術

微膨脹泥巖是針對高速鐵路無砟軌道對路基上拱要求(僅4mm)的嚴格性而提出的一種特殊膨脹巖。我國西南、中南、華東、華北和西北地區均有泥巖分布，總面積約826389km²，占全國陸地總面積的8.61％，而泥巖區分布有大量微膨脹泥巖。近年來，微膨脹泥巖地區的高速鐵路建設活動越來越多，由微膨脹泥巖引起的高速鐵路無砟軌道路基上拱病害的報道也越來越多，而微膨脹泥巖地區高速鐵路無砟軌道路基的設計中，泥巖地基的膨脹力是無砟軌道路基設計的重要參數。目前，相關規范明確規定需確定泥巖的膨脹力，但是未明確計算方法，僅建議以試驗值或根據經驗確定，而采用試驗值或經驗值得出的微膨脹泥巖地基膨脹力的精度不高。

綜上所述，現有技術中存在確定的膨脹力缺乏理論依據且精度不高的問題。

發明內容

本申請的目的在于提供一種高鐵微膨脹泥巖地基膨脹力確定方法及相關裝置，以解決現有技術中存在的確定出的膨脹力缺乏理論依據且精度不高的問題。

為了實現上述目的，本申請實施例采用的技術方案如下：

第一方面，本申請實施例提供了一種高鐵微膨脹泥巖地基膨脹力確定方法，所述方法包括：

獲取微觀參數，其中，所述微觀參數包括蒙脫石顆粒的體相相對電容率、層間相對電容率、晶層表面電荷密度、靜電力常量、單位電荷量、晶層厚度、離子半徑關聯量、晶層間距以及晶層厚度；

依據所述微觀參數確定每個蒙脫石顆粒的晶層膨脹力；

依據每個蒙脫石顆粒的晶層膨脹力確定所有蒙脫石顆粒的橫向膨脹力與豎向膨脹力；

依據所述蒙脫石顆粒的橫向膨脹力與豎向膨脹力確定等效蒙脫石顆粒的橫向膨脹力與豎向膨脹力；

獲取微膨脹泥巖的膨脹性定量值；

依據所述膨脹性定量值、所述等效蒙脫石顆粒的橫向膨脹力與豎向膨脹力確定微膨脹泥巖的橫向膨脹力與豎向膨脹力。

第二方面，本申請實施例提供了一種高鐵微膨脹泥巖地基膨脹力確定裝置，所述裝置包括：

數據獲取單元，用于獲微觀參數，其中，所述微觀參數包括蒙脫石顆粒的體相相對電容率、層間相對電容率、晶層表面電荷密度、靜電力常量、單位電荷量、晶層厚度、離子半徑關聯量、晶層間距以及晶層厚度；

數據處理單元，用依據所述微觀參數確定每個蒙脫石顆粒的晶層膨脹力；

數據處理單元，還用于依據每個蒙脫石顆粒的晶層膨脹力確定所有蒙脫石顆粒的橫向膨脹力與豎向膨脹力；

數據處理單元，還用于依據所述蒙脫石顆粒的橫向膨脹力與豎向膨脹力確定等效蒙脫石顆粒的橫向膨脹力與豎向膨脹力；

數據獲取單元，用于獲取微膨脹泥巖的膨脹性定量值；

數據處理單元，還用于依據所述膨脹性定量值、所述等效蒙脫石顆粒的橫向膨脹力與豎向膨脹力確定微膨脹泥巖的橫向膨脹力與豎向膨脹力。