CN108984923B - 一种基于隆起变形控制的盐渍土路堑基床结构设计方法 - Google Patents

一种基于隆起变形控制的盐渍土路堑基床结构设计方法 Download PDF

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CN108984923B CN201810821499.0A CN201810821499A CN108984923B CN 108984923 B CN108984923 B CN 108984923B CN 201810821499 A CN201810821499 A CN 201810821499A CN 108984923 B CN108984923 B CN 108984923B
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Abstract

一种基于隆起变形控制的盐渍土路堑基床结构设计方法，以科学合理地设计高速铁路或磁悬浮盐渍土路堑基床结构，且能够适应实际工程需要。包括以下步骤：①确定路堑基床顶面的允许隆起量；②初步确定盐渍土路堑基床结构；③确定路堑基床顶面以下盐胀大气影响深度l0，计算确定盐渍土路堑基床结构隆起计算厚度h0；④确定隆起计算厚度范围内冬季降温前基床底层下结构层第j层土的温度Tj等参数；⑤通过现场采集隆起计算厚度范围内粗颗粒盐渍土土样及盐渍土地基土样，并在室内开展盐胀试验、压缩回弹试验、含水率试验、土粒比重试验及重度试验，确定基床底层下结构层第j层土的盐胀指数Csj等参数；⑥计算确定路堑基床顶面隆起量
Figure DDA0001741505160000011
⑦判定
Figure DDA0001741505160000012
是否满足
Figure DDA0001741505160000013
若
Figure DDA0001741505160000014
不满足
Figure DDA0001741505160000015
则重复步骤②至步骤⑥的工作，直至
Figure DDA0001741505160000016
满足
Figure DDA0001741505160000017

Description

一种基于隆起变形控制的盐渍土路堑基床结构设计方法
技术领域
本发明涉及岩土工程技术领域，特别涉及一种基于隆起变形控制的盐渍土路堑基床结构设计方法。
技术背景
隆起变形极易引发高速铁路无砟轨道板开裂，造成重大的无砟轨道病害，甚至危及高速列车的行车安全。盐渍土在冬季降温条件下具有盐胀特性，在类似地区修建高速铁路或磁悬浮路堑时，采用粗颗粒盐渍土填筑的基床结构层及基床底部盐渍土地基易发生隆起变形。
CN207130544U的中国实用新型专利公开了中-强盐渍土地区船槽隔断式无砟轨道路堑基床结构，其特征是路堑开挖后的地基上依次设置基床底层下结构层、基床底层上结构层、基床表层。然而，该专利尚未给出路堑基床顶面隆起变形的确定方法，基床底层上结构层及基床底层下结构层的厚度确定也缺乏设计依据，目前也无相关规范、文献或专利予以提及。可见，極需在考虑开挖卸荷对地基变形影响的基础上，提出一种以隆起变形为控制目标的盐渍土路堑基床结构设计方法，改进传统设计领域存在的不足。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种基于隆起变形控制的盐渍土路堑基床结构设计方法，以科学合理地设计高速铁路或磁悬浮盐渍土路堑基床结构，且能够适应实际工程需要。
本发明解决上述技术所采用的技术方案如下：
本发明一种基于隆起变形控制的盐渍土路堑基床结构设计方法，包括以下步骤：
(1)根据高速铁路或磁悬浮变形控制要求，确定路堑基床顶面的允许隆起量
Figure BDA0001741505140000022
单位mm；
(2)初步确定盐渍土路堑基床结构，基床表层厚度ha，单位m，采用粗颗粒非盐渍土填筑；基床底层上结构层厚度hd1，单位m，采用粗颗粒非盐渍土填筑；基床底层下结构层厚度hd2，单位m，采用粗颗粒盐渍土填筑，基床底层下结构层底部为路堑开挖后的盐渍土地基；
(3)通过现场调查或资料查询，确定路堑基床顶面以下盐胀大气影响深度l0，单位m；通过以下公式确定盐渍土路堑基床结构隆起计算厚度h0：
Figure BDA0001741505140000021
式中，h0为盐渍土路堑基床结构隆起计算厚度，单位m；ha为基床表层厚度，单位m；hd1为基床底层上结构层厚度，单位m；
(4)通过现场调查或资料查询，确定隆起计算厚度范围内冬季降温前基床底层下结构层第j层土的温度Tj1，单位℃，盐渍土地基第i层土的温度Ti1，单位℃；确定隆起计算厚度范围内冬季降温期间基床底层下结构层第j层土出现的最低温度Tj2，单位℃，盐渍土地基第i层土出现的最低温度Ti2，单位℃；
(5)通过现场采集隆起计算厚度范围内粗颗粒盐渍土土样及盐渍土地基土样，并在室内开展盐胀试验、压缩回弹试验、含水率试验、土粒比重试验及重度试验，确定基床底层下结构层第j层土的盐胀指数Csj，盐渍土地基第i层土的盐胀指数Csi；确定盐渍土地基第i层土的卸荷回弹指数Cei；确定温度Tj1降至Tj2后基床底层下结构层第j层土的盐胀力σTj，单位kPa，温度Ti1降至Ti2后盐渍土地基第i层土的盐胀力σTi，单位kPa；确定温度Tj1下基床底层下结构层第j层土的初始孔隙比e0j，盐渍土地基原位应力状态下第i层土的初始孔隙比e0i；确定基床底层下结构层第j层土的有效自重应力σy0j，单位kPa，盐渍土地基第i层土的原位有效自重应力σy0i，单位kPa；确定路堑开挖产生的有效应力变化Δσ-，单位kPa；
(6)通过以下公式确定路堑基床顶面隆起量
Figure BDA0001741505140000023
Figure BDA0001741505140000031
式中，
Figure BDA0001741505140000032
为路堑基床顶面隆起量，单位mm；n为隆起计算厚度范围内划分的土层数；κ为基床底层下结构层顶面上覆填土的消能系数；Δsej为基床底层下结构层第j层土的盐胀量，单位mm；Δsei为盐渍土地基第i层土的盐胀量，单位mm；Csj为基床底层下结构层第j层土的盐胀指数；Δzj为基床底层下结构层第j层土的分层厚度，单位mm；e0j为温度Tj1下基床底层下结构层第j层土的初始孔隙比；σy0j为基床底层下结构层第j层土的有效自重应力，单位kPa；Δσyj为基床底层下结构层顶面上覆荷载作用下第j层土产生的有效应力变化，单位kPa；σTj为温度Tj1降至Tj2后基床底层下结构层第j层土的盐胀力σTj，单位kPa；Csi为盐渍土地基第i层土的盐胀指数；Δzi为盐渍土地基第i层土的分层厚度，单位mm；e0i为盐渍土地基原位应力状态下第i层土的初始孔隙比；Cei为盐渍土地基第i层土的卸荷回弹指数；σy0i为盐渍土地基第i层土的原位有效自重应力，单位kPa；Δσ-为路堑开挖产生的有效应力变化，单位kPa；Δσyi为盐渍土地基顶面上覆荷载作用下第i层土产生的有效应力变化，单位kPa；σTi为温度Ti1降至Ti2后盐渍土地基第i层土的盐胀力σTi，单位kPa；
(7)根据计算结果，判定
Figure BDA0001741505140000034
是否满足
Figure BDA0001741505140000035
若
Figure BDA0001741505140000037
满足
Figure BDA0001741505140000036
则按步骤(2)初步确定的盐渍土路堑基床结构进行设计，若
Figure BDA00017415051400000310
不满足
Figure BDA0001741505140000038
则重复步骤(2)至步骤(6)的工作，直至
Figure BDA0001741505140000039
满足
Figure BDA0001741505140000033
以设计合理的盐渍土路堑基床结构。
本发明的有益效果是，在综合考虑路堑开挖卸荷、上覆置换荷载(基床表层、基床底层上结构层及轨道荷载)及填土消能影响的基础上，结合基床底层下结构层及地基的降温区别及盐胀差异性特征，通过以路堑基床顶面隆起量为设计控制目标，提出了一种以隆起变形为控制目标的盐渍土路堑基床结构设计方法，该方法能够科学合理的设计盐渍土地区路堑基床结构，为高速铁路或磁悬浮路堑基床的合理设计提供了理论依据，弥补了现行规范存在的空白，适应实际工程需要。
本发明适用于高速铁路及磁悬浮盐渍土路堑基床结构设计。
附图说明
图1是盐渍土路堑基床结构横断面示意图。
图中示出构件和对应的标记：基床表层1，基床底层上结构层2，基床底层下结构层3，盐渍土地基D，基床表层厚度ha，基床底层上结构层厚度hd1，基床底层下结构层厚度hd2，路堑基床顶面以下盐胀大气影响深度l0。
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。
参照图1，本发明的一种基于隆起变形控制的盐渍土路堑基床结构设计方法，包括以下步骤：
(1)根据高速铁路或磁悬浮变形控制要求，确定路堑基床顶面的允许隆起量
Figure BDA0001741505140000042
单位mm；
(2)初步确定盐渍土路堑基床结构，基床表层厚度ha，单位m，采用粗颗粒非盐渍土填筑；基床底层上结构层厚度hd1，单位m，采用粗颗粒非盐渍土填筑；基床底层下结构层厚度hd2，单位m，采用粗颗粒盐渍土填筑，基床底层下结构层3底部为路堑开挖后的盐渍土地基D；
(3)通过现场调查或资料查询，确定路堑基床顶面以下盐胀大气影响深度l0，单位m；通过以下公式确定盐渍土路堑基床结构隆起计算厚度h0：
Figure BDA0001741505140000041
式中，h0为盐渍土路堑基床结构隆起计算厚度，单位m；ha为基床表层厚度，单位m；hd1为基床底层上结构层厚度，单位m；
(4)通过现场调查或资料查询，确定隆起计算厚度范围内冬季降温前基床底层下结构层(3)第j层土的温度Tj1，单位℃，盐渍土地基D第i层土的温度Ti1，单位℃；确定隆起计算厚度范围内冬季降温期间基床底层下结构层(3)第j层土出现的最低温度Tj2，单位℃，盐渍土地基D第i层土出现的最低温度Ti2，单位℃；
(5)通过现场采集隆起计算厚度范围内粗颗粒盐渍土土样及盐渍土地基D土样，并在室内开展盐胀试验、压缩回弹试验、含水率试验、土粒比重试验及重度试验，确定基床底层下结构层3第j层土的盐胀指数Csj，盐渍土地基D第i层土的盐胀指数Csi；确定盐渍土地基D第i层土的卸荷回弹指数Cei；确定温度Tj1降至Tj2后基床底层下结构层3第j层土的盐胀力σTj，单位kPa，温度Ti1降至Ti2后盐渍土地基D第i层土的盐胀力σTi，单位kPa；确定温度Tj1下基床底层下结构层3第j层土的初始孔隙比e0j，盐渍土地基D原位应力状态下第i层土的初始孔隙比e0i；确定基床底层下结构层3第j层土的有效自重应力σy0j，单位kPa，盐渍土地基D第i层土的原位有效自重应力σy0i，单位kPa；确定路堑开挖产生的有效应力变化Δσ-，单位kPa；
(6)通过以下公式确定路堑基床顶面隆起量
Figure BDA0001741505140000053
Figure BDA0001741505140000051
式中，
Figure BDA0001741505140000052
为路堑基床顶面隆起量，单位mm；n为隆起计算厚度范围内划分的土层数；κ为基床底层下结构层3顶面上覆填土的消能系数；Δsej为基床底层下结构层3第j层土的盐胀量，单位mm；Δsei为盐渍土地基D第i层土的盐胀量，单位mm；Csj为基床底层下结构层3第j层土的盐胀指数；Δzj为基床底层下结构层3第j层土的分层厚度，单位mm；e0j为温度Tj1下基床底层下结构层3第j层土的初始孔隙比；σy0j为基床底层下结构层3第j层土的有效自重应力，单位kPa；Δσyj为基床底层下结构层3顶面上覆荷载作用下第j层土产生的有效应力变化，单位kPa；σTj为温度Tj1降至Tj2后基床底层下结构层3第j层土的盐胀力σTj，单位kPa；Csi为盐渍土地基D第i层土的盐胀指数；Δzi为盐渍土地基D第i层土的分层厚度，单位mm；e0i为盐渍土地基D原位应力状态下第i层土的初始孔隙比；Cei为地基D第i层土的卸荷回弹指数；σy0i为盐渍土地基D第i层土的原位有效自重应力，单位kPa；Δσ-为路堑开挖产生的有效应力变化，单位kPa；Δσyi为盐渍土地基D顶面上覆荷载作用下第i层土产生的有效应力变化，单位kPa；σTi为温度Ti1降至Ti2后盐渍土地基D第i层土的盐胀力σTi，单位kPa；
(7)根据计算结果，判定
Figure BDA0001741505140000061
是否满足
Figure BDA0001741505140000062
若
Figure BDA0001741505140000064
满足
Figure BDA0001741505140000063
则按步骤(2)初步确定的盐渍土路堑基床结构进行设计，若
Figure BDA0001741505140000065
不满足
Figure BDA0001741505140000066
则重复步骤(2)至步骤(6)的工作，直至
Figure BDA0001741505140000068
满足
Figure BDA0001741505140000067
以设计合理的盐渍土路堑基床结构。
所述步骤(2)中，粗颗粒非盐渍土在降温条件下不发生隆起变形。
所述步骤(3)中，盐渍土路堑基床结构隆起计算厚度包括粗颗粒盐渍土填筑的基床底层下结构层和盐渍土地基。
所述步骤(4)至步骤(6)中，基床底层下结构层第j层土及地基第i层土均位于盐渍土路堑基床结构隆起计算厚度范围内。
所述步骤(4)至步骤(6)中，盐渍土路堑基床结构隆起计算厚度范围内基床底层下结构层第i层土达到压实状态，压实指标满足《高速铁路设计规范》(TB 10621—2014)技术要求。
所述步骤(5)中，基床底层下结构层第j层土盐胀力σTj为温度Tj1降至Tj2土体盐胀曲线中初始孔隙比对应的压力；所述盐胀曲线的横坐标为压力，纵坐标为孔隙比。
所述步骤(5)中，地基第i层土的盐胀力σTi为温度Ti1降至Ti2土体盐胀曲线中初始孔隙比对应的压力；所述盐胀曲线的横坐标为压力，纵坐标为孔隙比。
所述步骤(5)中，基床底层下结构层第j层土的盐胀指数Csj为温度Tj1降至Tj2某一压力范围内粗颗粒盐渍土盐胀e-logp曲线的平均斜率，按以下公式确定：
Figure BDA0001741505140000071
式中ek为在第k级压力下粗颗粒盐渍土压缩稳定后温度Tj1降至Tj2产生的孔隙比；pk为第k级压力；ek+1为第k+1级压力下粗颗粒盐渍土压缩稳定后温度Tj1降至Tj2产生的孔隙比；pk+1为第k+1级压力。
所述步骤(5)中，地基第i层土的盐胀指数Csi为温度Ti1降至Ti2某一压力范围内盐渍土盐胀e-logp曲线的平均斜率，按以下公式确定：
Figure BDA0001741505140000072
式中ev为在第v级压力下盐渍土压缩稳定后温度Ti1降至Ti2产生的孔隙比；pv为第v级压力；ev+1为第v+1级压力下土体压缩稳定后温度Ti1降至Ti2产生的孔隙比；pv+1为第v+1级压力。
所述步骤(5)中，基床底层下结构层第j层土的有效自重应力σy0j，地基第i层土的有效自重应力σy0i及路堑开挖产生的有效应力变化Δσ-可按分层总和法确定。
所述步骤(6)中，基床底层下结构层顶面上覆荷载作用下第j层土产生的有效应力变化Δσyj及地基顶面上覆荷载作用下第i层土产生的有效应力变化Δσyi可按Boussinesq理论或应力扩散角法确定。
所述步骤(6)中，基床底层下结构层顶面上覆填土的消能系数κ按以下公式确定：
Figure BDA0001741505140000073
式中，κ为基床底层下结构层顶面上覆填土的消能系数；ξ为基床底层下结构层顶面上覆填土的压缩效应系数，β为基床底层下结构层顶面上覆填土的压缩效应系数ξ极限值的倒数，可由现场试验或室内模型试验确定；ha为基床表层厚度，单位m；hd1为基床底层上结构层厚度，单位m；λ为常数，单位1/m，λ取值为1；α为基床底层下结构层顶面上覆填土的初始切线压缩效应系数的倒数，可由现场试验或室内模型试验确定。
所述步骤(6)中，路堑开挖产生的有效应力变化Δσ-为地表开挖至基床底部产生的有效应力变化。
实施例：
参照图1，某一高速铁路盐渍土地基D路堑，该路堑挖深12.3m，路堑基床顶面宽度为7.8m，路堑边坡比为1:1.5，设计拟采用粗颗粒盐渍土填筑基床底层下结构层3。
为避免上述高速铁路路堑基床发生隆起变形，危害高速列车正常行车，下面采用本发明方法确定盐渍土路堑基床结构，具体步骤如下：
(1)根据高速铁路或磁悬浮变形控制要求，确定路堑基床顶面的允许隆起量
Figure BDA0001741505140000082
为4.0mm；
(2)初步确定盐渍土路堑基床结构，基床表层厚度ha为0.4m，采用粗颗粒非盐渍土填筑；基床底层上结构层厚度hd1为0.5m，采用粗颗粒非盐渍土填筑；基床底层下结构层厚度hd2为1.0m，采用粗颗粒盐渍土填筑，基床底层下结构层3底部为路堑开挖后的盐渍土地基D；
(3)通过现场调查或资料查询，确定路堑基床顶面以下盐胀大气影响深度l0为3.0m；通过以下公式确定盐渍土路堑基床结构隆起计算厚度h0：
Figure BDA0001741505140000081
因l0＝3.0m＞ha+hd1＝0.9m，故h0＝l0-ha-hd1＝3.0-0.4-0.5＝2.1(m)
据此，可确定盐渍土路堑基床结构隆起计算厚度h0为2.1m。
(4)通过现场调查或资料查询，确定隆起计算厚度范围内冬季降温前基床底层下结构层3第j层土的温度Tj1，单位℃，地基D第i层土的温度Ti1，单位℃；确定隆起计算厚度范围内冬季降温期间基床底层下结构层3第j层土出现的最低温度Tj2，单位℃，盐渍土地基D第i层土出现的最低温度Ti2，单位℃；Ti1、Ti2、Tj1和Tj2确定结果见表1和表2。
(5)通过现场采集隆起计算厚度范围内粗颗粒盐渍土土样及盐渍土地基D土样，并在室内开展盐胀试验、压缩回弹试验、含水率试验、土粒比重试验及重度试验，确定基床底层下结构层3第j层土的盐胀指数Csj，盐渍土地基D第i层土的盐胀指数Csi；确定盐渍土地基D第i层土的卸荷回弹指数Cei；确定温度Tj1降至Tj2后基床底层下结构层3第j层土的盐胀力σTj，单位kPa，温度Ti1降至Ti2后盐渍土地基D第i层土的盐胀力σTi，单位kPa；确定温度Tj1下基床底层下结构层3第j层土的初始孔隙比e0j，盐渍土地基D原位应力状态下第i层土的初始孔隙比e0i；确定基床底层下结构层3第j层土的有效自重应力σy0j，单位kPa，盐渍土地基D第i层土的原位有效自重应力σy0i，单位kPa；确定路堑开挖产生的有效应力变化Δσ-，单位kPa；Csj、Csi、Cei、σTj、σTi、e0j、e0i、σy0j、σy0i、Δσ-的确定结果见表1和表2。
(6)通过以下公式确定路堑基床顶面(路基中心)隆起量
Figure BDA0001741505140000094
Figure BDA0001741505140000091
隆起计算厚度范围内基床底层下结构层3第j层土盐胀量Δsej的详细计算过程见表1，在表1计算过程中，若Δsej＜0，则Δsej取0。
隆起计算厚度范围内地基D第i层土盐胀量Δsei的详细计算过程见表2，在表2计算过程中，若Δsei＜0，则Δsei取0。
由表1可知，
Figure BDA0001741505140000092
由表2可知，
Figure BDA0001741505140000093
表1隆起计算厚度范围内基床底层下结构层第j层土盐胀量的计算过程
j Δz<sub>j</sub> T<sub>j1</sub> T<sub>j2</sub> C<sub>sj</sub> σ<sub>Tj</sub> e<sub>0j</sub> σ<sub>y0j</sub> Δσ<sub>yj</sub> Δs<sub>ej</sub>
1 200 5.76 -17.28 0.035 42.4 0.261 4.2 29.0 0.82
2 200 5.32 -15.95 0.035 35.4 0.261 8.4 29.0 0.38
3 200 4.90 -14.71 0.035 31.0 0.261 12.6 29.0 0.11
4 200 4.52 -13.57 0.035 26.0 0.261 16.8 28.9 0
5 200 4.17 -12.52 0.035 22.3 0.261 21.0 28.7 0
表2隆起计算厚度范围内地基第i层土盐胀量的计算过程
Figure BDA0001741505140000101
基床底层下结构层3顶面上覆填土的消能系数κ按以下公式确定：
Figure BDA0001741505140000102
在本实施例中，通过现场试验确定α取4.5、β取3.6、λ取1，由此可得
Figure BDA0001741505140000103
因此，可得路堑基床顶面(路基中心)顶面隆起量
Figure BDA0001741505140000104
Figure BDA0001741505140000105
(7)根据计算结果，判定
Figure BDA0001741505140000106
是否满足
Figure BDA0001741505140000107
判定结果如下：因为
Figure BDA0001741505140000108
满足设计控制目标，为此，可按步骤(2)初步确定的盐渍土路堑基床结构进行设计调整步骤粗颗粒盐渍土路堤结构。
故该盐渍土路堑基床结构设计时基床表层1厚度ha为0.4m，基床底层上结构层2厚度hd1不宜小于0.5m，基床底层下结构层3厚度hd2不宜大于1.0m。
本发明在综合考虑路堑开挖卸荷、上覆置换荷载(基床表层、基床底层上结构层及轨道荷载)及填土消能影响的基础上，结合基床底层下结构层及地基的降温区别及盐胀差异性特征，通过以路堑基床顶面隆起量为设计控制目标，提出了一种以隆起变形为控制目标的盐渍土路堑基床结构设计方法，该方法能够科学合理的设计盐渍土地区路堑基床结构，为高速铁路或磁悬浮路堑基床的合理设计提供了理论依据，弥补了现行规范存在的空白，能够适应实际工程需要，在盐渍土地区具有广阔的推广应用前景。
以上所述只是采用图解说明本发明一种基于隆起变形控制的盐渍土路堑基床结构设计方法的一些原理，并非是要将本发明局限在所示和所述的具体方法和适用范围内，故凡是所有可能被利用的相应修改以及等同物，均属于本发明所申请的专利范围。

Claims (7)

1.一种基于隆起变形控制的盐渍土路堑基床结构设计方法，包括以下步骤：
(1)根据高速铁路或磁悬浮变形控制要求，确定路堑基床顶面的允许隆起量
Figure FDA0001741505130000012
单位mm；
(2)初步确定盐渍土路堑基床结构，基床表层厚度ha，单位m，采用粗颗粒非盐渍土填筑；基床底层上结构层厚度hd1，单位m，采用粗颗粒非盐渍土填筑；基床底层下结构层厚度hd2，单位m，采用粗颗粒盐渍土填筑，基床底层下结构层(3)底部为路堑开挖后的盐渍土地基(D)；
(3)通过现场调查或资料查询，确定路堑基床顶面以下盐胀大气影响深度l0，单位m；通过以下公式确定盐渍土路堑基床结构隆起计算厚度h0：
Figure FDA0001741505130000011
式中，h0为盐渍土路堑基床结构隆起计算厚度，单位m；ha为基床表层厚度，单位m；hd1为基床底层上结构层厚度，单位m；
(4)通过现场调查或资料查询，确定隆起计算厚度范围内冬季降温前基床底层下结构层(3)第j层土的温度Tj1，单位℃，盐渍土地基(D)第i层土的温度Ti1，单位℃；确定隆起计算厚度范围内冬季降温期间基床底层下结构层(3)第j层土出现的最低温度Tj2，单位℃，盐渍土地基(D)第i层土出现的最低温度Ti2，单位℃；
(5)通过现场采集隆起计算厚度范围内粗颗粒盐渍土土样及盐渍土地基(D)土样，并在室内开展盐胀试验、压缩回弹试验、含水率试验、土粒比重试验及重度试验，确定基床底层下结构层(3)第j层土的盐胀指数Csj，盐渍土地基(D)第i层土的盐胀指数Csi；确定盐渍土地基(D)第i层土的卸荷回弹指数Cei；确定温度Tj1降至Tj2后基床底层下结构层(3)第j层土的盐胀力σTj，单位kPa，温度Ti1降至Ti2后盐渍土地基(D)第i层土的盐胀力σTi，单位kPa；确定温度Tj1下基床底层下结构层(3)第j层土的初始孔隙比e0j，盐渍土地基(D)原位应力状态下第i层土的初始孔隙比e0i；确定基床底层下结构层(3)第j层土的有效自重应力σy0j，单位kPa，盐渍土地基(D)第i层土的原位有效自重应力σy0i，单位kPa；确定路堑开挖产生的有效应力变化Δσ-，单位kPa；
(6)通过以下公式确定路堑基床顶面隆起量
Figure FDA00017415051300000211
Figure FDA0001741505130000021
式中，
Figure FDA0001741505130000022
为路堑基床顶面隆起量，单位mm；n为隆起计算厚度范围内划分的土层数；κ为基床底层下结构层(3)顶面上覆填土的消能系数；Δsej为基床底层下结构层(3)第j层土的盐胀量，单位mm；Δsei为盐渍土地基(D)第i层土的盐胀量，单位mm；Csj为基床底层下结构层(3)第j层土的盐胀指数；Δzj为基床底层下结构层(3)第j层土的分层厚度，单位mm；e0j为温度Tj1下基床底层下结构层(3)第j层土的初始孔隙比；σy0j为基床底层下结构层(3)第j层土的有效自重应力，单位kPa；Δσyj为基床底层下结构层(3)顶面上覆荷载作用下第j层土产生的有效应力变化，单位kPa；σTj为温度Tj1降至Tj2后基床底层下结构层(3)第j层土的盐胀力σTj，单位kPa；Csi为盐渍土地基(D)第i层土的盐胀指数；Δzi为盐渍土地基(D)第i层土的分层厚度，单位mm；e0i为盐渍土地基(D)原位应力状态下第i层土的初始孔隙比；Cei为地基(D)第i层土的卸荷回弹指数；σy0i为盐渍土地基(D)第i层土的原位有效自重应力，单位kPa；Δσ-为路堑开挖产生的有效应力变化，单位kPa；Δσyi为盐渍土地基(D)顶面上覆荷载作用下第i层土产生的有效应力变化，单位kPa；σTi为温度Ti1降至Ti2后盐渍土地基(D)第i层土的盐胀力σTi，单位kPa；
(7)根据计算结果，判定
Figure FDA0001741505130000023
是否满足
Figure FDA0001741505130000024
若
Figure FDA0001741505130000025
满足
Figure FDA0001741505130000026
则按步骤(2)初步确定的盐渍土路堑基床结构进行设计，若
Figure FDA0001741505130000027
不满足
Figure FDA0001741505130000028
则重复步骤(2)至步骤(6)的工作，直至
Figure FDA0001741505130000029
满足
Figure FDA00017415051300000210
以设计合理的盐渍土路堑基床结构。
2.如权利要求1所述的一种基于隆起变形控制的盐渍土路堑基床结构设计方法，其特征在于：所述步骤(3)中，盐渍土路堑基床结构隆起计算厚度包括粗颗粒盐渍土填筑的基床底层下结构层(3)和盐渍土地基(D)。
3.根据权利要求1所述的一种基于隆起变形控制的盐渍土路堑基床结构设计方法，其特征在于：所述步骤(4)～步骤(6)中，基床底层下结构层(3)第j层土及地基(D)第i层土均位于盐渍土路堑基床结构隆起计算厚度范围内。
4.根据权利要求1所述的一种基于隆起变形控制的盐渍土路堑基床结构设计方法，其特征在于：所述步骤(2)中，粗颗粒非盐渍土在降温条件下不发生隆起变形。
5.根据权利要求1所述的一种基于隆起变形控制的盐渍土路堑基床结构设计方法，其特征在于：所述步骤(5)中，基床底层下结构层(3)第j层土的盐胀指数Csj为温度Tj1降至Tj2某一压力范围内粗颗粒盐渍土盐胀e-logp曲线的平均斜率，按以下公式确定：
Figure FDA0001741505130000031
式中ek为在第k级压力下粗颗粒盐渍土压缩稳定后温度Tj1降至Tj2产生的孔隙比；pk为第k级压力；ek+1为第k+1级压力下粗颗粒盐渍土压缩稳定后温度Tj1降至Tj2产生的孔隙比；pk+1为第k+1级压力。
6.根据权利要求1所述的一种基于隆起变形控制的盐渍土路堑基床结构设计方法，其特征在于：所述步骤(5)中，盐渍土地基(D)第i层土的盐胀指数Csi为温度Ti1降至Ti2某一压力范围内盐渍土盐胀e-logp曲线的平均斜率，按以下公式确定：
Figure FDA0001741505130000032
式中ev为在第v级压力下盐渍土压缩稳定后温度Ti1降至Ti2产生的孔隙比；pv为第v级压力；ev+1为第v+1级压力下土体压缩稳定后温度Ti1降至Ti2产生的孔隙比；pv+1为第v+1级压力。
7.根据权利要求1所述的一种基于隆起变形控制的盐渍土路堑基床结构设计方法，其特征在于：所述步骤(6)中，基床底层下结构层(3)顶面上覆填土的消能系数κ按以下公式确定：
Figure FDA0001741505130000041
式中，κ为基床底层下结构层(3)顶面上覆填土的消能系数；ξ为基床底层下结构层(3)顶面上覆填土的压缩效应系数，β为基床底层下结构层(3)顶面上覆填土的压缩效应系数ξ极限值的倒数，可由现场试验或室内模型试验确定；ha为基床表层(1)厚度，单位m；hd1为基床底层上结构层(2)厚度，单位m；λ为常数，单位1/m，λ取值为1；α为基床底层下结构层(3)顶面上覆填土的初始切线压缩效应系数的倒数，由现场试验或室内模型试验确定。
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