线路基础第六章(修改).ppt

第六章第六章 路基及路基稳固性路基及路基稳固性 本章要点本章要点:路基类型路基类型 路基断面路基断面 路基设计路基设计 路基路基边边坡坡稳稳定性及定性及检检算方法算方法 西南交通大学西南交通大学1 16.16.1 路基横断面及组成路基横断面及组成 一一 路基类型路基类型 1.1.按断面形式分按断面形式分 路堤路堤线路高出自然地面，经填筑而成线路高出自然地面，经填筑而成 路堑路堑线路低于自然地面，经开挖而成线路低于自然地面，经开挖而成 不填不挖不填不挖 半路堤半路堤部分填筑部分填筑 半路堑半路堑部分开挖部分开挖 半堤半堑半堤半堑部分开挖、填筑部分开挖、填筑西南交通大学西南交通大学2 2路基断面图路基断面图西南交通大学西南交通大学3 3二二 路基组成路基组成 1.1.路基本体路基本体路基体路基体 2.2.排水设备排水设备地表水、地下水地表水、地下水 3.3.防防护护加固建筑物加固建筑物 (一一)路基本体路基本体 1.1.路基顶面路基顶面 2.2.路肩路肩 3.3.边坡边坡西南交通大学西南交通大学4 41.1.路基顶面路基顶面铺设轨道的工作面铺设轨道的工作面 1 1）形状）形状 有路拱：非渗水性土质有路拱：非渗水性土质 梯形梯形单线单线 三角形三角形双线双线 无路拱：渗水性土质无路拱：渗水性土质 西南交通大学西南交通大学5 5 2)2)特点特点 a.a.无路拱路基顶面标高有拱路基顶面标高无路拱路基顶面标高有拱路基顶面标高 b.b.曲线地段，外侧路基需加宽曲线地段，外侧路基需加宽 c.c.渗渗水水路路基基与与非非渗渗水水路路基基相相接接时时，路路基基面面由由非非渗渗水水路路 基路肩高程向渗水性路肩高程顺坡，坡长基路肩高程向渗水性路肩高程顺坡，坡长10m10m 3)3)路基顶面宽度路基顶面宽度路基两侧路肩边缘间的距离路基两侧路肩边缘间的距离 决定顶面宽度的因素决定顶面宽度的因素 1.1.铁路等级铁路等级、2.2.轨轨道道等等级级特特重重、重重、次次重重、中中、轻轻 3.3.土质土质渗水、非渗水渗水、非渗水 4.4.道床厚度道床厚度0.350.5m0.350.5m 5.5.轨枕形式轨枕形式木、钢混、整体木、钢混、整体 6.6.单线单线、双、双线线 西南交通大学西南交通大学6 6路基顶面宽度构成要素路基顶面宽度构成要素 a.a.单线单线 有路拱：有路拱：B=2C+2+AB=2C+2+A 无路拱：无路拱：B=2C+2m(hB=2C+2m(h1 1+h+h2 2)+A+ABB顶面宽顶面宽CC路基肩宽路基肩宽 xx边坡宽边坡宽 AA道床顶面宽道床顶面宽西南交通大学西南交通大学7 7b.b.复线（非渗水路基）：复线（非渗水路基）：B=2C+2x+A+DB=2C+2x+A+D西南交通大学西南交通大学8 8c.c.特点特点 路堤路堤 5.67m5.67m 非渗水非渗水 路堑路堑 5.66.7m5.66.7m 单线单线 路堤路堤 4.96.1m4.96.1m 渗水渗水 路堑路堑 4.95.7m4.95.7m 路基面宽路基面宽 路堤路堤 10.611.1m10.611.1m 非渗水非渗水 路堑路堑 10.210.7m10.210.7m 双线双线 路堤路堤 9.810.1m9.810.1m 渗水渗水 路堑路堑 9.49.7m 9.49.7m 西南交通大学西南交通大学9 9 曲线地段曲线地段 单线：路基面外侧需加宽，加宽量在缓单线：路基面外侧需加宽，加宽量在缓 和曲线范围内递减和曲线范围内递减 复线：加宽需计算。注：线间距需加宽复线：加宽需计算。注：线间距需加宽2.2.路肩路肩路基顶面无道床覆盖的部分路基顶面无道床覆盖的部分1)1)作用作用:防止路基核心部分在受压时向外发生挤动防止路基核心部分在受压时向外发生挤动 与变形与变形 防道碴滚落防道碴滚落 便于设置各类信号与线路标志便于设置各类信号与线路标志 供行人行走供行人行走2)2)路肩宽度路肩宽度 、级级 路堤：宽度路堤：宽度0.6m0.6m 级及路堑：宽度级及路堑：宽度0.4m0.4m西南交通大学西南交通大学10103)3)边坡边坡 路堤：路堤两侧的斜坡路堤：路堤两侧的斜坡 路堑：开挖面两侧的斜坡路堑：开挖面两侧的斜坡 决定边坡坡度的因素决定边坡坡度的因素 路堤路堤 填料性质填料性质 边坡高度边坡高度 基底水文，地质条件基底水文，地质条件 路堑路堑 边坡土质边坡土质 地质水文条件地质水文条件 边坡高度边坡高度 注：边坡坡度：路堑为注：边坡坡度：路堑为 1 1：0.3 10.3 1：1.751.75 路堤为路堤为 1 1：1.3 11.3 1：1.75 1.75 西南交通大学西南交通大学1111三三 路基设计路基设计(一一)路堤横断面路堤横断面 1.1.路堤标准横断面路堤标准横断面注注:1):1)护道护道保持路基稳定有保持路基稳定有2-4%2-4%斜度利于排水斜度利于排水 2)2)纵向排水沟：底宽纵向排水沟：底宽0.4m0.4m，深深0.6m0.6m，边坡为边坡为1:11:1 梯形断面，纵向坡度为梯形断面，纵向坡度为2 82 8 2.2.路堤横断面构成路堤横断面构成 路基面路基面 边坡边坡 护道护道 取土坑取土坑 纵向排水沟纵向排水沟西南交通大学西南交通大学1212(二二)路堑横断面路堑横断面 1.1.路路堑标堑标准横断面准横断面 2.2.路堑横断面构成路堑横断面构成 路基面路基面 侧沟侧沟 边坡边坡 截水沟（天沟）截水沟（天沟）注：注：1 1）侧沟：排水，边坡）侧沟：排水，边坡1:11:1，2-8%2-8%纵坡纵坡 2 2）隔离带：稳定路堑边坡，宽度）隔离带：稳定路堑边坡，宽度2-5m2-5m 3 3）天沟：防水流入路堑天沟：防水流入路堑西南交通大学西南交通大学13136.2 6.2 路基的稳固性路基的稳固性一一 影响路基稳固性的因素影响路基稳固性的因素 1.1.路基稳固性概念路基稳固性概念 1 1）作用于路基上的力）作用于路基上的力:列车的载荷列车的载荷 轨道重力轨道重力 土体本身的自重土体本身的自重 自然营力自然营力 2 2）路基路基稳稳固性要求：固性要求：在温度在温度变变化，化，风风雨等自然力的侵雨等自然力的侵蚀蚀下，能下，能够够 保持保持稳稳固，即不固，即不发发永久永久变变形（塌陷等）形（塌陷等）西南交通大学西南交通大学14143)3)路基稳固性判定：路基稳固性判定：用路基强度与稳定性表示，在判定时，采用用路基强度与稳定性表示，在判定时，采用 力学分析法或工程地质对比法进行力学分析法或工程地质对比法进行4)4)路基稳固性破坏的变化过程：路基稳固性破坏的变化过程：由于地表水的渗入，地下水上升或由于土壤由于地表水的渗入，地下水上升或由于土壤 内温度的变化及其它人为因素，引起土壤结构与内温度的变化及其它人为因素，引起土壤结构与 性质的变化，其稳定性遭到破坏。其变化过程呈性质的变化，其稳定性遭到破坏。其变化过程呈 循环性，循环时间不等，变化程度也因自然和人循环性，循环时间不等，变化程度也因自然和人 的活动而异。的活动而异。一般表现为：一般表现为：局部移动局部移动相对稳定相对稳定局部移动局部移动相对稳定相对稳定全全 面移动面移动稳定丧失。稳定丧失。西南交通大学西南交通大学15152 2影响路基稳固性的因素影响路基稳固性的因素 1)1)路基的平面位置与形状路基的平面位置与形状平面位置：地质不良地段平面位置：地质不良地段 形状：标高、路基宽度、路基边坡形状：标高、路基宽度、路基边坡 2)2)路基与轨道类型的匹配路基与轨道类型的匹配 3)3)地质、地形与水文条件地质、地形与水文条件 不良地质：滑坡、崩塌、泥石流、软土、盐土不良地质：滑坡、崩塌、泥石流、软土、盐土 粘土、多年冻土、黄土等粘土、多年冻土、黄土等 水文：地表水、地下水水文：地表水、地下水 4)4)自然营力自然营力:风、雪、雨、冻风、雪、雨、冻 5)5)人为作用。人为作用。西南交通大学西南交通大学1616二二 路基失去稳定性的外观表现路基失去稳定性的外观表现 1.1.基底沉降：由路基底部、地质、水文变化基底沉降：由路基底部、地质、水文变化 引起引起 2.2.路堤本身沉降：内部应力变化（温度、外路堤本身沉降：内部应力变化（温度、外 力）力）3.3.边坡坍塌、滑动边坡坍塌、滑动 4.4.路基整体滑动路基整体滑动 三三路基稳定性验算路基稳定性验算验算方法为两种：验算方法为两种：数学分析方法；数学分析方法；近似计算方法近似计算方法 一般采用第一般采用第2 2种方法种方法西南交通大学西南交通大学17171.1.路基稳定性验算近似的计算法原则：路基稳定性验算近似的计算法原则：基本假定基本假定 1)1)路基土体破坏由剪切破坏引起路基土体破坏由剪切破坏引起 2)2)路基土体极限平衡状路基土体极限平衡状态态在滑在滑动动面上达到面上达到 3)3)路基土体的滑动为整体滑动路基土体的滑动为整体滑动 4)4)不考虑滑动体内部的应力分布不考虑滑动体内部的应力分布2.2.路基边坡稳定性验算方法路基边坡稳定性验算方法 1)1)路基滑动面路基滑动面 A A平面形平面形匀质砂类土匀质砂类土 B B圆柱面圆柱面匀质粘性类土匀质粘性类土 C C折线与曲线形折线与曲线形特殊性质类的土特殊性质类的土西南交通大学西南交通大学18182)2)路基稳定系数路基稳定系数 抗滑动抗滑动抵抗土体下滑的力（内摩擦力抵抗土体下滑的力（内摩擦力+粘聚力）粘聚力）稳定系数稳定系数:K K=1 1 临临界界稳稳定定；K K 1 1 边边坡坡稳稳定定，取取K=1.25K=1.25 3)3)计算方法计算方法 A A均质沙土类均质沙土类土柱土柱FEBACDTQNL滑动面为滑动面为ABAB滑动土体滑动土体(重力重力)为为Q(Q(包包 括轨道、列车动载荷括轨道、列车动载荷)土柱：列车与轨道的换土柱：列车与轨道的换 算重量算重量西南交通大学西南交通大学1919下滑力下滑力T=Q Sin T=Q Sin 法向分力法向分力N=Q N=Q CosCos 抗滑力抗滑力 =N=N tgtg+CL+CL式中式中:土体的内摩擦角土体的内摩擦角 CC粘聚力粘聚力 LL滑动面长度滑动面长度 滑动面与水平面夹角滑动面与水平面夹角西南交通大学西南交通大学2020注：注：假想面有多个，假想面有多个，AB AB 只是其中之一只是其中之一 由多个假想面求出多个由多个假想面求出多个K K，k k1 1、k k2 2、k kn n。n n个个k k中最小者所对应得假想面为最危险滑动面中最小者所对应得假想面为最危险滑动面 若路基有纯净砂土类构筑若路基有纯净砂土类构筑 则则C=0 C=0 故有：故有：k=k=（Q Sin Q Sin tgtg）/（Q Q CosCos）=tg/tgtg/tg 若若k 1.25 k 1.25，须采取措施以保证路基稳定须采取措施以保证路基稳定西南交通大学西南交通大学2121B B粘性土粘性土滑动面为圆柱面，滑动面与路基横断滑动面为圆柱面，滑动面与路基横断 面的交线为圆弧面的交线为圆弧 稳定系数稳定系数 k=k=抗滑动力矩抗滑动力矩 /下滑力矩下滑力矩 抗滑动力矩抗滑动力矩 =RT=RT 以土以土块块2 2为为例：例：N5N2Q2T2 2L2Q5T5212345RO1)1)抗滑力矩抗滑力矩 F FF=R (NF=R (N2 2 tgtg+CL+CL2 2)西南交通大学西南交通大学2222式中：式中：RR滑动圆弧半径滑动圆弧半径 TTi i圆圆心心铅铅垂垂线线左左侧侧土土条条切切向向分分力力（起起抗抗 滑作用）滑作用）L Li i每条土块滑动面长度每条土块滑动面长度 TTi i圆心铅垂线右侧土条切向分力圆心铅垂线右侧土条切向分力 2)2)下滑力矩下滑力矩则则西南交通大学西南交通大学2323C C陡坡路堤的稳定性验算陡坡路堤的稳定性验算 1)1)陡坡路堤：陡坡路堤：土质基底土质基底1:2.51:2.5；石质基底石质基底1:2.01:2.0 2)2)验算方法：按已知滑动面进行稳定性计算分析。验算方法：按已知滑动面进行稳定性计算分析。3)3)当滑动面为单一斜坡时，当滑动面为单一斜坡时，K K的计算参照砂类土直的计算参照砂类土直 线破裂法。线破裂法。当滑动面为折线斜面时，可将土体按折线分当滑动面为折线斜面时，可将土体按折线分 成条块，计算其剩余下滑力，若最后剩余下滑力成条块，计算其剩余下滑力，若最后剩余下滑力 为零或小于零，则土体具有良好稳定性。否则应为零或小于零，则土体具有良好稳定性。否则应 采取措施。采取措施。西南交通大学西南交通大学2424四四 强化路基强化路基1 1强化路基的特点强化路基的特点 1)1)防水、强度高防水、强度高 2)2)具有一定的刚度具有一定的刚度 3)3)荷载向路基下部的应力分布均匀荷载向路基下部的应力分布均匀道床道床沥青混凝沥青混凝土铺面土铺面炉渣碎炉渣碎石层石层西南交通大学西南交通大学25252 2强化路基的结构强化路基的结构 1)1)基体表面采用沥青混凝土铺面基体表面采用沥青混凝土铺面 2)2)铺铺面下部采用碎石与炉渣面下部采用碎石与炉渣级级配配层层 西南交通大学西南交通大学2626