4- 第四章 路基稳定性分析
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第一章 总论
€ 路基路面的结构分层和各层位的主要功能2010
分为面层、基层、路基垫层、和土基。
面层是直接同行车及大气接触的表面层次,它承受较大行车荷载的垂直力、水平力和冲击力的作用,同时还受到降雨的浸蚀和气温变化的影响。
基层主要承受由面层传来的车辆荷载垂直力并将其扩散到下面的垫层及土基。
路基垫层介于基层和土基之间,它可改善土基的湿度和温度状况、使面层与基层免受土基水温状况变化的不良影响或保护土基处于稳定状态;同时,也可扩散基层传递的荷载应力、减小土基的应力与变形,并可阻止路基土挤入基层。
土基是路面结构的基础,坚固而又稳定的路基为路面结构长期承受汽车荷载提供了重要保证。
€ 我国公路用土如何进行类型划分?土的粒组又如何进行区分?2009
我国公路用土依据土的颗粒组成特征,土的塑性指标金和土中有机质存在的情况,分为巨粒土、粗粒土、细粒土和特殊土四类。
土的颗粒组成特征用不同粒径粒组在土中的百分含量表示。巨粒组(大于60mm的颗粒)质量多于总质量的50%的土称为巨粒土;粗粒土分为砾类土和砂类土两种,砾粒组(2~60mm的颗粒)质量多于总质量的50%的土称为砾类土,砾粒组质量小于或等于50%的土称为砂砾土;细粒组(小于0.075的颗粒)质量多于总质量的50%的土总称为细粒土。
第二章 行车荷载、环境因素、材料的力学性质
€ 何为CBR?其反映材料的什么特性?2009
CBR为加州承载比。承载能力以材料抵抗局部荷载压入变形的能力表征,并采用高质量标准碎石为标准,以他们的相对比值表示CBR值。反应路基承载力,即土基在一定应力级位下的抗变形能力。
€ 当工作区深度大于路基填土高度应采取何措施?2009
当工作区深度大于路基填土高度时,行车荷载的作用不仅施加于路堤,而且施加于天然地基的上部土层,因此,天然地基上部土层和路堤应同时满足工作区的要求,均应充分压实。
€ 不同轴载通行次数要求按等效原理进行轴载换算,说明等效原理的主要依据是什么?2009
路基边坡稳定性设计
路基边坡滑坍是公路上常见的破坏现象之一。例如,在岩质或土质山坡上开挖路堑,有可能因自然平衡条件被破坏或边坡过陡,使坡体沿某一滑动面产生滑动。对河滩路堤、高路堤或软弱地基上的路堤,也可能因水流冲刷、边坡过陡或地基承载力过低而出现填方土体(或连同原地面土体)沿某一剪切面产生坍塌。路基边坡的稳定性涉及岩土性质与结构、边坡高度与坡度、工程质量与经济等因素。一般情况下,对边坡不高的路基,如不超过8 m的土质边坡、不超过12 m的石质边坡,可按一般路基设计,采用规定的坡度值,不作稳定性分析计算。对地质和水文条件复杂、高填深挖或有特殊使用要求的路基,应进行稳定性分析,保证路基设计既满足稳定性要求,又满足经济性要求。
4.1 边坡稳定性分析概述
4.1.1 影响路基边坡稳定性的因素
根据土力学原理,路基边坡滑坍是因边坡土体中的剪应力超过其抗剪强度所产生的剪切破坏。因此,凡是使土体剪应力增加或抗剪强度降低的因素,都可能引起边坡滑坍。这些因素可归纳为以下5点:
①边坡土质。土的抗剪强度取决于土的性质,土质不同则抗剪强度也不同。对于路堑边坡而言,除与土或岩石的性质有关外,还与岩石的风化破碎程度和形状有关。
②水的活动。水是影响边坡稳定性的主要因素,边坡的破坏总是或多或少地与水的活动有关。土体的含水率增加,既降低了土体的抗剪强度,又增加了土内的剪应力。在浸水情况下,还有浮力和动水压力的作用,使边坡处于最不利状态。
③边坡的几何形状。边坡的高度、坡度等直接关系土的稳定条件,高大、陡直的边坡,因重心高,稳定条件差,易发生滑坍或其他形式的破坏。
④活荷载增加。坡脚因水流冲刷或其他不适当的开挖而使边坡失去支承等,均可能增大边坡土体的剪应力。
⑤地震及其他震动荷载。
4.1.2 边坡稳定性分析方法
路基边坡稳定性分析与验算的方法很多,归纳起来有力学分析法、图解法和工程地质法(比拟法)。力学分析法又称极限平衡法,假定边坡沿某一形状滑动面破坏,按力学平衡原理进行计算。因此,根据滑动面形状的不同,又分为直线法、圆弧法和折线法3种。力学分析法的基本假定如下:
路基稳定性判断
姓名:顾黎
专业:08房建3班
学号:200810701036
关键字
公路 路基 稳定性 土质
前言
路基稳定性是指在外界自然因素变化作用影响下,路基强度保持相对稳定,从而在最不利的地质水文气候条件下,尚能保持一定强度,使由荷载产生的路基变形不超过允许限度的能力。
高速公路软基稳定性特点
高速公路软基路堤的稳定性由于高速公路自身的建设特点及软土的特殊性质,有别于其他工程。高等级公路路面造价昂贵,技术标准高,因此对路基变形与稳定性的要求十分严格。而软土的天然含水量高、孔隙比大、强度低、透水性弱、压缩性高、结构性强且易受扰动影响.在其上修建公路时,容易产生路堤失稳或沉降过大等问题。另外公路路线很长,沿线的工程地质条件变化很大,因此也不能像工业与民用建筑物地基那样对软土地基进行十分详细的试验勘察和精心地施工处理。公路沿线的地形条件复杂,施工车辆及机械通行频繁,且施工加载方式及顺序变化较大,这些都使地基的基本特性以及先期受压和被扰动状态不易准确掌握。 土质路基施工中常出现的问题
一 、土方路基填料不符合要求
一)原因:路基填料未严格筛选和检验,其质量和适应性差,施工过程中对需用量计算不准确,合格材料不足,掺用不合格材料。
二)预防措施:材料采集和使用过程中须对路基填料的种类、性质和适应性进行研究和试验
根据中华人民共和国行业标准《公路路基施工技术规范的要求》选取填料。
二、 路基填筑施工中出现中线偏移
原因:施工中对导线复测频度不够,未对设计资料认真做好导线复测工作,未对中线复测前,未对仪器进行检验和校正,未对路基填筑过程中,未按要求保护控制桩,使导线点遭到破坏。
预防措施:复测、标定、保护控制桩。
问题三: 高填方路堤边坡出现失稳
建材发展导向2013年3 月 交通建设 【文章编号】1672—1675(2013)05—0241—03 高填方路基施工设计及稳定分析 李 (贵州桥梁建设集团 忠 贵州贵阳550000) 摘 要:高填方路基施工时按照具有可行性和高稳定性的实施性施工组织设计,选择最优施工方案,不仅是工程本身的 要求。更是以人为本安全施工的体现。本文主要针对高填方路基施工中解决路基沉降问题的施工设计进行稳定分析。 关键词:高填方路基;施工设计;稳定分析 引言 高填方路基沉降主要有路基整体下沉或局部下沉;路基纵向 横向开裂;路基滑动或边坡坍塌三种形式。每种情况都会产生极 其大的危害。 1路基稳定性分析的原因 1.1路基失稳内部原因分析 土质,土层结构以及边坡外形是影响路基失去稳定性的内部 原因。关于土质,例如石膏质胶土与湿性黄土,还包括大部分钙 土能够被水降低硬度,从而呈现软化特征。不一样的土的质地不 尽相同,他们的抗剪强度与抗水能力也不一而足。土层结构对路 基的稳定性也有影响。在下面的土层不透水而斜坡上又有很厚 的土层存在的情况下,路基会失去稳定性。至于不同形状的边 坡,如果边坡较矮,重力作用小,路基较稳定。随着边坡高度的增 加以及时间与自然外力的侵蚀,其稳定性也会下降。 1.2路基失稳外部原因分析 强大或持续外部力量的震动敲击,.地下水以及降水过多,人 为不合理的破坏是导致路基失去稳定性的外部原因。严重超载 或者发生地震的情况下,土层结构容易被破坏,从而减低土的抗 剪强度,降低了路基的稳定性。如果长时间发生降雨,地下水位 突然升高,土质会变软,强度下降,促使土体失稳。人为不合理的 在高填方路基附近挖沟挖渠挖坑,或者在边坡附近堆放大质量 物体,都会降低路基的稳定性。 根本原因:边坡中土体内部某个面上的剪应力达到了它的抗 剪强度。因此,在进行施工设计的时候,应该充分考虑这些影响 因素,使设计合理化可行化。 2路基稳定性分析 地质与水文相对复杂以及需要特殊处理的路基要根据实际 情况选择内摩擦力、粘结力以及单位体积重力作为岩石计算的 参数来进行边坡的稳定性分析。针对高度在20m以上的路堤,应 该采取阶梯型作为边坡形式,以稳定性分析计算确定边坡坡率。 一般情况下,对于边坡相对比较低的路基,如土质边坡高度低于 8m的以及石质边坡高度低于12m的,不作稳定性分析,按照惯 例采取规定的坡度值。 为了方便计算,在用力学边坡稳定性分析法进行路基稳定性 分析时,一般会采用平面的处理方式,进行边坡稳定分析假设。 路基边坡稳定的力学计算基本方法是分析失稳滑动体沿滑动面 上的下滑力T与抗滑力R,按静力平衡原理,取两者之比为稳定 系数K,即:K=R/T。换算土柱高可按宽度布置在行车部分范围 内;或者考虑到路肩上有可能驶入或停歇车辆,而分布在整个路 基宽度上。 3直线滑动面的边坡稳定性分析 直线法适用于砂土和砂性土(两者合称砂类土),土的抗力以 内摩擦力为主,粘聚力甚小。边坡破坏时,破裂面近似平面。 ^ al 拄:aj两踞堤.b)深路墼;c)陡教龉堤 图1直线滑动面示意图 试算法: K-一R: : :一Q'coscotan ̄b+cLT T Qsinto 式中:∞——滑动面的倾角; 摩擦系数,f=tan ̄b; I_滑动面AD的长度; N——滑动面的法向分力; 卜滑动面的切向分力; c——滑动面上的粘结力; O——滑动体的重力。 B D Q 图2直线滑动面上的力系示意图 边坡稳定分析步骤: 先假定路堤边坡值;然后通过坡脚A点,假定3--4个可能的 破裂面,求相应的稳定系数Ki值,得到关系曲线;在其上找到最 小稳定系数及其对应的极限破裂角。(如图3) 纯净的粗中砂或干燥纯净的细砂时: 由于砂类土的粘接力很小,一般可忽略不计。(C:0) K= = g ≥1.25 ・241・