线路基础第六章修改.ppt

1,西南交通大学,第六章 路基及路基稳固性 本章要点: 路基类型 路基断面 路基设计 路基边坡稳定性及检算方法,2,西南交通大学,6.1 路基横断面及组成 一 路基类型 1. 按断面形式分 路堤线路高出自然地面，经填筑而成 路堑线路低于自然地面，经开挖而成 不填不挖 半路堤部分填筑 半路堑部分开挖 半堤半堑部分开挖、填筑,3,西南交通大学,路基断面图,4,西南交通大学,二 路基组成 1. 路基本体路基体 2. 排水设备地表水、地下水 3. 防护加固建筑物 (一) 路基本体 1.路基顶面 2.路肩 3.边坡,5,西南交通大学,6,西南交通大学,7,西南交通大学,路基顶面宽度构成要素 a.单线 有路拱：B = 2C + 2 + A 无路拱：B = 2C + 2m(h1+h2) + A,B顶面宽 C路基肩宽 x边坡宽 A道床顶面宽,8,西南交通大学,b.复线（非渗水路基）： B = 2C + 2x + A + D,9,西南交通大学,10,西南交通大学,曲线地段 单线：路基面外侧需加宽，加宽量在缓 和曲线范围内递减 复线：加宽需计算。注：线间距需加宽 2.路肩路基顶面无道床覆盖的部分 1)作用:防止路基核心部分在受压时向外发生挤动 与变形 防道碴滚落 便于设置各类信号与线路标志 供行人行走 2)路肩宽度 、级 路堤：宽度0.6m 级及路堑：宽度0.4m,11,西南交通大学,3)边坡 路堤：路堤两侧的斜坡 路堑：开挖面两侧的斜坡 决定边坡坡度的因素 路堤 填料性质 边坡高度 基底水文，地质条件 路堑 边坡土质 地质水文条件 边坡高度,注：边坡坡度：路堑为 1：0.3 1：1.75 路堤为 1：1.3 1：1.75,12,西南交通大学,三 路基设计 (一)路堤横断面 1.路堤标准横断面,注:1)护道保持路基稳定有2-4%斜度利于排水 2)纵向排水沟：底宽0.4m，深0.6m，边坡为1:1 梯形断面，纵向坡度为2 8,2.路堤横断面构成 路基面 边坡 护道 取土坑 纵向排水沟,13,西南交通大学,(二) 路堑横断面 1.路堑标准横断面,2.路堑横断面构成 路基面 侧沟 边坡 截水沟（天沟） 注： 1）侧沟：排水，边坡1:1， 2-8%纵坡 2）隔离带：稳定路堑边坡，宽度2-5m 3）天沟：防水流入路堑,14,西南交通大学,6.2 路基的稳固性 一 影响路基稳固性的因素 1.路基稳固性概念 1）作用于路基上的力: 列车的载荷 轨道重力 土体本身的自重 自然营力 2）路基稳固性要求： 在温度变化，风雨等自然力的侵蚀下，能够 保持稳固，即不发永久变形（塌陷等）,15,西南交通大学,3) 路基稳固性判定： 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 4) 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 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 循环性，循环时间不等，变化程度也因自然和人 的活动而异。 一般表现为： 局部移动相对稳定局部移动相对稳定全 面移动稳定丧失。,16,西南交通大学,2影响路基稳固性的因素 1)路基的平面位置与形状 平面位置：地质不良地段 形状：标高、路基宽度、路基边坡 2)路基与轨道类型的匹配 3)地质、地形与水文条件 不良地质：滑坡、崩塌、泥石流、软土、盐土 粘土、多年冻土、黄土等 水文：地表水、地下水 4)自然营力: 风、雪、雨、冻 5)人为作用。,17,西南交通大学,二 路基失去稳定性的外观表现 1.基底沉降：由路基底部、地质、水文变化 引起 2.路堤本身沉降：内部应力变化（温度、外 力） 3.边坡坍塌、滑动 4.路基整体滑动 三 路基稳定性验算 验算方法为两种： 数学分析方法； 近似计算方法 一般采用第2种方法,18,西南交通大学,1.路基稳定性验算近似的计算法原则： 基本假定 1)路基土体破坏由剪切破坏引起 2)路基土体极限平衡状态在滑动面上达到 3)路基土体的滑动为整体滑动 4)不考虑滑动体内部的应力分布 2.路基边坡稳定性验算方法 1)路基滑动面 A平面形匀质砂类土 B圆柱面匀质粘性类土 C折线与曲线形特殊性质类的土,19,西南交通大学,2)路基稳定系数 抗滑动抵抗土体下滑的力（内摩擦力+粘聚力） 稳定系数:,K = 1 临界稳定；K 1 边坡稳定，取K=1.25,3)计算方法 A均质沙土类,滑动面为AB 滑动土体(重力)为Q(包 括轨道、列车动载荷) 土柱：列车与轨道的换 算重量,20,西南交通大学,下滑力T = Q Sin 法向分力N = Q Cos 抗滑力 = N tg+ CL,式中: 土体的内摩擦角 C粘聚力 L滑动面长度 滑动面与水平面夹角,21,西南交通大学,注： 假想面有多个， AB 只是其中之一 由多个假想面求出多个K，k1、k2、kn。 n个k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 则C=0 故有： k=（Q Sin tg）/（Q Cos） = tg/tg 若k 1.25 ，须采取措施以保证路基稳定,22,西南交通大学,B粘性土滑动面为圆柱面，滑动面与路基横断 面的交线为圆弧 稳定系数 k = 抗滑动力矩 / 下滑力矩 抗滑动力矩 = RT 以土块2为例：,1)抗滑力矩 F F = R (N2 tg + CL2),23,西南交通大学,式中： R滑动圆弧半径 Ti圆心铅垂线左侧土条切向分力（起抗 滑作用） Li每条土块滑动面长度 Ti圆心铅垂线右侧土条切向分力,2)下滑力矩,则,24,西南交通大学,C陡坡路堤的稳定性验算 1)陡坡路堤： 土质基底1:2.5； 石质基底1:2.0 2)验算方法：按已知滑动面进行稳定性计算分析。 3)当滑动面为单一斜坡时，K的计算参照砂类土直 线破裂法。 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 为零或小于零，则土体具有良