路面工程第4章-路基稳定性分析
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第一章总论路面结构一般由面层、基层、垫层组成。
路基路面具有的基本功能:承载能力、稳定性、耐久性、表面平整度、表面抗滑性能。
路基路面的稳定性通常与下列因素有关:地理条件、地质条件、气候条件、水文和水文地质条件、土的类别。
路基土的分类:巨粒土、粗粒土、细粒土和特殊土。
路面结构的力学特性和设计方法的相似出发,将路面划分:柔性路面、刚性路面、半刚性路面路面类型按面层所用的材料区别:水泥混凝土路面、沥青路面、砂石路面路基需要具有足够的:强度、稳定性、耐久性。
土作为路基建筑材料,砂性土最优、黏性土次之、粉性土属不良材料。
公路自然区划根据以下原则:(一)道路工程特征相似的原则;(二)地表气候区划差异性的原则;(三)自然气候因素既有综合又有主导作用的原则。
第二章行车荷载、环境因素、材料的力学性质路基路面的主要功能是长期保证车辆快速、安全、平稳地通行。
中国的道路车辆轴限为100KN,即10T。
表征土基承载力的参数指标有回弹模量、地基反应模量、加州承载比。
有两种承载板可以用于测定土基回弹模量,即柔性压板与刚性压板。
路基的主要病害有:1)路基沉陷、2)边坡滑塌、3)碎落和崩塌、4)路基沿山坡滑动、5)不良地质和水文条件造成的路基破坏路面材料的力学强度特征:抗剪强度、抗拉强度、抗弯拉强度、应力-应变特性路基病害防治的措施:1)正确设计路基横断面;2)选择良好的路基用土填筑路基、必要时对路基上层填土作稳定处理;3)采取正确的填筑方法,充分压实路基,保证达到规定的压实度;4)适当提高路基,防止水分从侧面渗入或从地下水上升进入路基工作区范围;5)正确进行排水设计;6)必要时设置隔离层隔绝毛细水上升,设置隔温导减少路基冰冻深度和水分累积,设置砂垫层以疏干土基;7)采取边坡加固、修筑挡土墙、土体加筋等防护技术措施,以提高其整体稳定性。
第三章一般路基设计路基横断面的典型形式是:路堤、路堑、填挖组合。
路基设计的主要内容:1)选择路基断面形式,确定路基宽度与路基高度;2)选择路基填料与压实标准;3)确定边坡形状与坡度; 4)路基排水系统布置和排水结构设计; 5)坡面防护与加固设计; 6) 附属设施设计。
路基路面工程复习题参考答案〔要点-结合要点阐述〕〔华南理工大学交通学院〕1、对于综述题-需要结合要点阐述2、不完整的参见教案与课本第一章总论1、对路基路面的要求对路基基本要求:A 结构尺寸的要求,B 对整体结构〔包括周围地层〕的要求C 足够的强度和抗变形能力,D 足够的整体水温稳定性对路面基本要求<1>具有足够的强度和刚度<2>具有足够的水温稳定性<3>具有足够的耐久性和平整度<4>具有足够的抗滑性<5>具有尽可能低的扬尘性<6>符合公路工程技术标准规定的几何形状和尺寸2、影响路基路面稳定的因素-此章节容需要学后再看水文水文地质气候地理地质土的类别3、公路自然区划原则3个4、路基湿度来源5、路基干湿类型的分类?一般路基要求工作在何状态?6、路基平均稠度和临界高度7、路面结构层位与层位功能面层:直接承受行车车轮作用与自然因素底作用,并将所受之力传递给下层,要求路面材料有足够的力学强度和稳定性,并要求表面平整、抗滑、防渗性能好。
基层:主要承受车辆荷载的竖向力,并把由面层传下来的应力扩散到垫层和土基,故必须有足够的力学强度和稳定性与平整度和良好的扩散应力性能。
垫层:起排水隔水、防冻和防污等多方面作用,而主要作用是调节和改善土基的水温状态,扩散由基层传递下来的荷载应力的作用。
8、各类路面的特点参见教案高速公路、一般公路第二章行车荷载、环境因素、材料的力学性质1、什么叫标准轴载?什么叫当量圆?路面设计中将轴载谱作用进行等效换算为当量轴载作用的轴载。
〔我国标准轴载为双轮组单轴重100KN的车辆,以BZZ-100表示〕当量圆:椭圆形车辆轮胎面积等效换算为圆2、什么叫动载特性水平力振动力瞬时性3、自然因素对路面的影响主要表现在那些方面?温度与其温度变化水4、路基工作区?路基工作区-路基某一深处,车轮荷载引起的垂直应力与路基土自重应力引起的垂直应力相比所占比例很小,仅为1/10~1/5时,该深度围的路基5、回弹模量?K? CBR?回弹模量:土基在荷载作用下产生应力与与其相应的<可恢复>回弹变形比值;K:土基顶面的垂直压力与该压力下弯沉的比值。
路基路面工程一、名词解释1.路基临界高度:不利季节路基处于某种临界状态时(干燥、中温、潮湿)上部土层(路床顶面以下80cm)距地下水位或地面积水水位的最小高度。
2.强度:指材料达到极限状态或出现破坏时所能承受的最大荷载(或应力)。
3.疲劳曲线:各种疲劳应力的分布曲线。
4.小挠度弹性薄板:虽然板很薄,但仍然具有相当的弯曲刚度,因而其挠度远小于厚度。
5.冲突系数:振动轴载的最大峰值与静载之比称为冲击系数。
6.轴载谱:记录各种压力轴下,各种轴载的分布图。
7.容许弯沉:路面使用期末不利季节,标准轴载作用下双轮轮隙中容许出现的最大回弹弯沉值。
8.CBR:承载能力以材料抵抗局部和在压入变形的能力表征,并采用标准碎石的承载能力为标准,以相对值的百分数表示CBR值。
9.疲劳:材料强度下降的现象。
10.疲劳强度:在重复荷载作用下而不发生破坏的最大应力值。
11.疲劳原因:材料的不均质或存在局部缺陷。
12.疲劳寿命:材料出现疲劳破坏所对应的重复作用次数称为疲劳寿命。
13.疲劳极限:材料在某一重复应力作用次数后,经受多次作用也不产生疲劳破坏,该作用次数称为疲劳极限。
14.滑坡:边坡丧失其原有稳定性,一部分土体相对另一部分土体滑动的现象称为滑坡。
15.主动土压力:主动土压力是指挡土墙在墙后土体作用下向前发生移动,致使墙后填土的应力达到极限平衡状态时,墙后土体施于墙背上的土压力。
16.被动土压力:被动土压力是指挡土墙在某种外力作用下向后发生移动而推挤填土,致使墙后土体的应力达到极限平衡状态时,填土施于墙背上的土压力。
17.静止土压力:静止土压力是指挡土墙不发生任何方向的位移,墙后土体施于墙背上的土压力。
18.理想线弹性体:在一定应力范围内,应力与应变关系呈线性特征,且当应力消失,应变随之消失,恢复初始状态。
19.基层反射裂缝:指半刚性基层先于沥青层开裂,在荷载应力和温度应力的共同作用下,在基层开裂处的面层底部产生应力集中而导致面层底部开裂,而后向上扩张致使裂缝贯穿面层全厚度。
《路基设计》第一章绪论一、填空题1、影响路基路面稳定性的因素有:地理条件、地质条件、水文和水文地质条件、气候条件。
、特殊土。
45、分界稠度法划分路基干湿类型适用:新建公路。
8、为使自然区划便于在实践中应用,将我国的公路自然区划分为三个等级,其中一级区划有七11、路床范围是指路槽80cm 范围内。
二、名词解释1、路基:是在天然地表面按照道路的设计线形和设计横断面的要求开挖或堆填而成的岩土结构物。
2、路面:是在路基顶面的行车部分用各种混合料铺筑而成的层状结构物。
3、路基临界高度4、路基最小填土高度三、问答题1、对路基有哪些基本要求?2、对路面有哪些基本要求?3、路基干湿类型有哪能些?划分方法有哪些?及各自的适用性?四、选择题1、确定路基干湿类型是以地下水位到( D )的距离来判断。
A.路基边缘B.路面中心C.原地面中心D.路床顶面2、新建公路路基干湿类型的初步判断的方法采用(C)。
A.填方或挖方高度B.含水量C.临界高度D.分界相对稠度3、路基的临界高度是指(A)。
A.地下水或长期地表积水的水位至路床顶面的距离B.路基边缘至原地面距离C.路基边缘至路床顶面距离D.路面中心至地下水位的高度4、路基的最小填土高度是指(B)。
A.地下水或长期地表积水的水位至路槽底的高度B.路肩边缘距原地面应满足一定要求的高度C.路面中心距路床顶的高度D.路肩边缘距地下水位的高度5、对于老路基干湿类型划分的依据是(D)。
A、路基土含水量B、路基土土质C、地表及地下水位D、路基土的分界稠度6、某路基已知路床顶以下80cm的平均相对含水量为20%,此种粘性土的塑限为15%,液限为35%。
已知稠度分界值为Wc1=1.1,Wc2=0.95,Wc3=0.80,则该路基处于(D)状态。
A.干燥B.中湿C.潮湿D.过湿7、已知某路段预估路面结构层约60cm,路面表层距地下水位的高度为 2.0m,查得临界高度H1=1.7~1.9m,H2=1.2~1.3m,H3=0.8~0.9m,则该路段干湿类型是(B)。
第一章总论1.1选择题1.公路工程是一种()工程构造物。
A. 线型B.平面C.立体D.曲面2.道路工程使用年限较长,应具有()的性能。
A.耐久性B.易用性C.易施工D.低造价3.粉性土毛细现象较强烈,易产生路面()病害。
A.拥包B.车辙C.翻浆D.搓板4.路基内部的聚冰现象,在()地区尤为严重。
A.季节性冰冻B.高海拔C.低温高寒D.干旱5.路面的各种类型中,不包括()型路面。
A.柔性B.刚性C.半刚性D.弹性6.现代化公路运输,要求道路能在()通行车辆。
A. 晴天B.阴天C.全天候D.雨天7.为保证路基路面的稳定,一般要求路基处于()状态。
A.干燥或中湿B.中湿或潮湿C.潮湿或过湿D.过湿以上8.柔性路面刚度较小,在行车荷载作用下产生较大()A.竖向弯沉B.水平剪力C.扭曲应力D.翘曲应力9.路基路面结构承载力包括()两个方面。
A. 强度、刚度B.挠度、变形C.支承、扩散D.断裂、车辙10.粗粒土分为砾类土和()两种。
A.砂类土B.粉类土C.黏性土D.盐渍土11.路面面层可用()的材料铺筑。
A.坚硬耐磨B.柔软均匀C.保温透水D.松散轻质12.柔性路面是指用()材料做面层的路面结构。
A.沥青类B.水泥类C.石灰类D.粉煤灰类13.保持路基的几何形状和物理力学性能,称为路基的()A. 固定性B.稳定性C.刚性D.可用性14.关于黏性土说法正确的是()A.透水性小B.无塑性C.级配适宜D.含大量粉土颗粒15.路面基层主要承受面层传递的()荷载。
A.垂直B.水平C.剪切D.偏心16.刚性路面主要是指用()做面层的路面结构。
碎石土D. 石灰土C. 水泥混凝土B. 沥青混凝土A.17.防水排水是确保路基路面()的主要方面工作。
A. 稳定B.固定C.刚性D.柔性18.路面表面要求平整,但不宜()A.粗糙B.密实C.光滑D.坚硬19.盐渍土属于()A.特殊土B.黏性土C.砂性土D.粉性土20.当路基土处于()状态时,相对稠度大于1。
第四章路基边坡稳定性分析一、名词解释1.工程地质法:经过长期的生产实践和大量的资料调查,拟定不同土的类别及其所处状态下的边坡稳定值参考数据;在实际工程边坡设计时,将影响边坡稳定的因素作比拟,采用类似条件下的稳定边坡值作为设计值的边坡稳定分析方法。
2.圆弧法:假定滑动面为一圆弧,将圆弧滑动面上的土体划分为若干竖向土条,依次计算每一土条沿滑动面的下滑力和抗滑力,然后叠加计算出整个滑动土体的稳定性性系数的边坡稳定分析方法。
3.力学法(数解):假定几个不同的滑动面,按力学平衡原理对每个滑动面进行边坡稳定性分析,从中找出极限滑动面,按此极限滑动面的稳定程度来判断边坡稳定性的边坡稳定分析方法。
4.力学法(表解):在计算机和图解分析的基础上,制定成待查的参考数据表格,用查找参考数据表的方法进行边坡稳定性分析的边坡稳定分析方法。
5.圆心辅助线:为了较快地找到极限滑动面,减少试算工作量,根据经验而确定的极限滑动圆心位置搜索直线。
二、简答题1.简述边坡稳定分析的基本步骤。
答:(1)边坡破裂面力学分析,包括滑动力(或滑动力矩)和抗滑力(或抗滑力矩);(2)通过公式推导给出滑动力和抗滑力的具体表达式;(3)分别给出滑动力和抗滑力代数和表达式,按照定义给出边坡稳定系数表达式;(4)通过破裂面试算法或极小值求解法获得最小稳定系数及其对应最危险破裂面;(5)依据最小稳定系数及其容许值,判定边坡稳定性。
2.简述圆弧法分析边坡稳定性的原理。
答:基本原理为静力矩平衡。
(1)假设条件:土质均匀,不计滑动面以外土体位移所产生作用力;(2)条分方法:计算考虑单位长度,滑动体划分为若干土条,分别计算各个土条对于滑动圆心的滑动力矩和抗滑力矩;(3)稳定系数:抗滑力矩与滑动力矩比值。
(4)判定方法:依据最小稳定系数判定边坡稳定性。
3.简述直线滑动面法和圆弧滑动面法各自适用条件?答:直线滑动面法适用于砂类土。
砂类土边坡渗水性强,粘性差,边坡稳定主要靠内摩擦力支承,失稳土体滑动面近似直线形态。
答:路基:路基是在天然地表面按照道路的设计线形(位置)和设计横断面(几何尺寸)的要求开挖或者堆填而成的岩土结构物。
路面:路面是在路基顶面的行车部份用各种混合料铺筑而成的层状结构物。
作用:路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的保证,而路面结构层的存在又保护了路基,使之避免了直接经受车辆和大气的破坏作用,长期处于稳定状态。
基本性能要求:①承载能力(包括强度和刚度);②稳定性;③耐久性;④表面平整度;⑤表面抗滑性能。
答:①地理条件;②地质条件;③气候条件;④水文和水文地质条件;⑤土的类别。
答:我国公路用土依据土的颗粒组成特征,土的塑性指标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。
答:我国地域辽阔,又是一个多山的国家,从北到南分处于寒带、温带和热带。
从青藏高原到东部沿海高程相差 4000m 以上,因此自然因素变化极其复杂。
不同地区自然条件的差异同公路建设有密切关系。
为了区分各地自然区域的筑路特性,进行了公路自然区划。
原则:①道路工程特征相似的原则;②地表气候区划差异性的原则;③自然气候因素既有综合又有主导作用的原则。
答:①大气降水;②地面水;③地下水;④毛细水;⑤水蒸气凝结水;⑥薄膜移动水。
答:沿路基深度浮现较大的温度梯度时,水分在温差的影响下以液态或者气态由热处向冷处挪移,并积聚在该处,积聚的水冻结后体积增大,使路基拱起而造成面层开裂,使路面遭受严重破坏答:分为四类,干燥、中湿、潮湿和过湿。
要求:路基保持干燥或者中湿状态。
答:按不利季节路槽底面以下 80cm 深度内土的平均稠度确定。
答:用路基临界高度作为判别标准。
答:稠度 w 定义为土的含水率 w 与土的液限 w 之差与土的塑限 w 和液限 w 之差C L P L的比值。
答:与分界稠度相对应的路基离地下水或者地表积水水位的高度称为路基临界高度 H。
答:由行车道、硬路肩和土路肩组成。
通常分为槽式横断面和全铺式横断面。
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?2009CBR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按等效原理换算为某一标准轴载的当量通行次数,我国选用双轮组单轴100KN作为标准轴载。