试题及参考答案-《路基路面工程》-路基工程部分

第一章第一章 课课程程简简介与公路建介与公路建设发设发展展 试题 一 名词解释 1 公路工程 2 公路组成 二 选择题 1 公路路基是路面的基础 是公路工程的重要组成部分 路基必须主要具有足够的 a 强度 b 稳定性 c 刚度 d 耐久性 2 公路路面时直接承受交通荷载 大气温度及雨水作用的结构 应具有良好的稳定 性和足够的强度 刚度 其表面还应满足 的要求 a 平整 b 耐磨 c 抗滑 d 排水 3 土基路床分为上路床 下路床 其层位厚度上 下路床为 a 30cm 80cm b 30cm 50cm c 80cm 70cm d 80cm 150cm 三 判断题 正确 错误 1 面层分为表面层 2 面层分为上面层 中面层 下面层 3 基层分为上基层 下基层及底基层 4 土基分为路床 路堤 5 土基路堤分为上路堤 中路堤 下路堤 四 简答题 1 简述路面分层主要分几层 五 论述题 1 1 论述国家高速公路网布局规划中 79186 代表意义 其中 6 代表的具体内容 参考答案 一 名词解释 1 公路工程是道路工程的一个方面 它和城市道路工程 机场工程以及其它的专用 公路等同属于道路工程的不同分支 2 公路由路基路面体 边坡及防护 排水系统 防撞栏栅 交通标志标线及控制管 理设备 通讯缆线 桥梁隧道等组成 二 选择题 1 abd 2 acd 3 b 三 判断题 正确 错误 1 2 3 4 5 四 简答题 1 面层 基层 底基层 路基 含垫层 五 论述题 1 79186 中的 7 代表的是以北京为中心的 7 放射线 9 代表的是南北纵 经线 18 代表的是东西横线 纬线 6 代表的是地区环线 6 代表的是沈阳环线 杭州湾环线 成都环线 台湾环线 珠江三角洲环线和海南 环线 2 第二章第二章 总论总论 试题 一 名词解释 1 公路自然区划中一级区划 2 路基 3 路面 4 垫层 5 路面等级的划分 二 选择题 1 公路用土按不同的工程特性划分为 四大类 并细分为 11 种土 a 巨粒土 b 粗粒土 c 细粒土 d 特殊土 2 利用 等无机结合料修筑半刚性路面 半刚性路面结构目前已广泛用 于高等级公路与城市道路 成为一种主要的结构型式 a 改性土 b 石灰 c 水泥 d 工业废渣 3 3 我国公路自然区划图制定主要依据我国划分自然区划的目的和原则进行 该区 划是根据以下 原则制定的 a 道路工程特征相似的原则 b 地表气候区划差异性的原则 c 自然气候因素既有综合又有主导作用的原则 d 主要考虑 b 和 c 4 路基干湿类型划分的方法中 土基干湿类型可分为 四种 a 干燥 b 中湿 c 潮湿 过湿 5 在路基顶面铺筑面层结构 沿横断面方向由行车道 硬路肩和土路肩所组成 路 面横断面的形式随道路等级的不同 可选择不同的型式 通常分为 a 槽式横断面 b 凸式横断面 c 全铺式横断面 半铺式横断面 6 路面类型可以从不同的角度来划分 一般按面层所用的材料区别 可以分为水泥 混凝土路面 沥青路面 砂石路面等 在工程设计中 主要从路面结构的力学特性和设计 方法的相似性出发 将路面划分为 类 a 柔性路面 b 刚性路面 c 半刚性路面 d 土石路面 三 判断题 正确 错误 1 路基湿度除了水的来源之外 另一个重要因素是受当地大气湿度的影响 由于湿 度与温度变化对路基产生的共同影响称为路基的水温状况 2 对于渗透性较高的砂性土以及渗透性很低的粘性土 水分都不容易积聚 因此不 易发生冻胀和翻浆 3 路基最小填土高度是指为保证路基稳定 根据土质 气候和水文地质条件 所规 定的路肩边缘距原地面的最小高度 4 修筑垫层的材料 强度要求不一定高 但水稳定性和隔温性能要好 4 5 常用的垫层材料分为两类 一类是由松散粒料 如砂 砾石 炉渣等组成的稳定 类透水性垫层 另一类是用水泥或石灰稳定土等修筑的透水性垫层 四 简答题 1 简述路基强度与稳定性 2 简述路面使用性能 3 简述路面结构分层及层位功能 五 论述题 1 论述路基与路面的作用 2 论述我国自然区划的划分内容 参考答案 一 名词解释 1 我国现行的 公路自然区划标准 中 一级区划分为 7 个 2 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 求开挖或堆填而成的岩土结构物 3 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 4 垫层介于土基与基层之间 它的功能是改善土基的湿度和温度状况 以保证面层 和基层的强度 刚度和稳定性不受土基水温状况变化所造成的不良影响 另一方面的功 能是将基层传下的车辆荷载应力加以扩散 以减小土基产生的应力和变形 同时也能阻 止路基土挤入基层中 影响基层结构的性能 5 通常按路面面层的使用品质 材料组成类型以及结构强度和稳定性 将路面分为 四个等级 高级路面 次高级路面 中级路面 低级路面 5 二 选择题 1 abcd 2 bcd 3 abc 4 abcd 5 ac 6 abc 三 判断题 正确 错误 1 2 3 4 5 四 简答题 1 评价路基强度和稳定性的指标是土的回弹模量 在施工中为保证达到规定的强度 研究了土的最佳含水量与最大密实度的关系 并且统一以重型击实试验法作为基本控制 标准 提高路基强度和稳定性的措施 2 路面的平整度 破损程度 承载能力及抗滑性能是路面使用性能的重要方面 3 行车荷载和自然因素对路面的影响 随深度的增加而逐渐减弱 因此 对路面材 料的强度 抗变形能力和稳定性的要求也随深度的增加而逐渐降低 为了适应这一特点 路面结构通常是分层铺筑的 按照使用要求 受力状况 土基支承条件和自然因素影响 程度的不同 分成若干层次 通常按照各个层位功能的不同 划分为三个层次 即面层 基层和垫层 五 论述题 1 路基的作用 路基是路面结构的基础 坚强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 路面的作用 路面结构对路基起保护作用 使之避免直接 经受车辆和大气的破坏作用 长期处于稳定状态 2 为使自然区划便于在实践中应用 结合我国地理 气候特点 将全国的公路自然 区划分为三个等级 首先将全国划分为多年冻土 季节冻土和全年不冻土三大地带 然 后根据水热平衡和地理位置 划分为冻土 湿润 干湿过渡 湿热 潮暖和高寒七个大区 6 一级区划 根据不同地理 气候 构造 地貌界限的交错和叠合 将我国分为七个一 级区划 即 区 北部多年冻土区 区 东部温润季冻区 区 黄土高原干湿过渡 区 区 东南湿热区 区 西南潮湿区 区 西北干旱区 区 青藏高寒区 二级区划 二级区划仍以气候和地形为主导因素 以潮湿系数 为主的一个标志体 系 潮湿系数 值为年降水量与年蒸发量之比 根据二级区划的主导因素与标志 在全国 七个一级自然区划内又分为 33 个二级区和 19 个副区 亚区 共有 52 个二级自然区 它们的名称见下所列 三级区划 三级区划是二级区划的进一步划分 三级区划的方法有两种 一种是按 照地貌 水文和土质类型将二级自然区进一步划分为若干类型单元 另一种是继续以水 热 地理和地貌等为标志将二级区划细分为若干区划 各地可根据当地的具体情况选用 7 第三章第三章 路基路基环环境因素与力学性境因素与力学性质质 试题 一 名词解释 1 路基工作区 2 土基回弹模量 3 地基反应模量 4 加州承载比 CBR 5 路基沉陷 6 路基地基沉陷 7 路基溜方 8 路基滑坡 9 路堑边坡滑坡 10 路堑边坡碎落和崩坍 11 路基沿山坡滑动 8 12 路基的大规模破坏 二 选择题 1 土基中的毛细水上升高度取决于 a 路基土质 b 路基回弹摸量 c 土基压实度 d 土基含水量 2 在地基反应模量 K 的测定中 承载板直径的大小对 K 值有一定的影响 直径越 小 K 值越大 但是由试验得知 当承载板直径大于 76cm 时 K 值的变化很小 因此规 定以直径为 76cm 的承载板为标志 当采用直径为 30cm 的承载板测定时 可按 进 行修正 a K76 0 2K30 b K76 0 3K30 c K76 0 4K30 d K76 0 5K30 3 地基反应模量与回弹模量的关系 如果只考虑回弹弯沉 则可以得到地基回弹反 应模量 KR 通常 KR与总弯沉对应的地基反应模量 K 之间有 关系 a KR K b KR 1 77K c KR 2K d KR 3K 三 判断题 正确 错误 1 路基承载能力采用一定应力级位下抵抗变形的能力来表征 用于表征土基承载 力的参数指标有回弹模量 地基反应模量和加州承载比 CBR 等 2 在实际土基回弹模量测定中 刚性承载板应用较多 因为它的挠度易于测量 压 力不容易控制 3 承载板直径的大小对地基反应模量值有影响 承载板直径的大小对地基反应模 量值有一定的影响 直径越大 其值越小 4 路基发生变形 破坏的主要原因中 地质条件是影响路基工程质量和产生病害的 基本前提 水是造成路基病害的主要原因 四 简答题 1 简述路基工作区深度的计算与技术要求 9 2 简述路基土的变形类型及过大的变形引起的危害 3 简述地基反应模量的测定 4 简述路基发生变形 破坏的主要原因 五 论述题 1 论述路基受力状况 2 论述路基土的应力 应变特性 压入承载板试验 3 论述土基的应力 应变关系中模量的种类 4 论述土基承受着车轮荷载的多次重复作用 参考答案 一 名词解释 1 在路基某一深度处 当车轮荷载引起的垂直应力与路基土自重引起的垂直应力 相比所占比例很小 仅为 1 10 1 5 时 该深度范围内的路基称为路基工作区 在工作区 范围内的路基 对于支承路面结构和车轮荷载影响较大 在工作区范围以外的路基 影 响逐渐减少 2 以回弹模量表征土基的承载能力 可以反映土基在瞬时荷载作用下的可恢复变 形性质 因而可以应用弹性理论公式描述荷载与变形之间的关系 为了模拟车轮印迹的 作用 通常都以圆形承载板压入土基的方法测定回弹模量 有两种承载板可以用于测定 土基回弹模量 即柔性压板和刚性压板 3 以回弹模量表征土基的承载能力 可以反映土基在瞬时荷载作用下的可恢复变 形性质 因而可以应用弹性理论公式描述荷载与变形之间的关系 为了模拟车轮印迹的 10 作用 通常都以圆形承载板压入土基的方法测定回弹模量 有两种承载板可以用于测定 土基回弹模量 即柔性压板和刚性压板 4 用温克勒地基模型描述土基工作状态时 用地基反应模量表征土基的承载力 根 据温克勒地基假定 土基顶面任一点的弯沉 仅同作用于该点的垂直压力成正比 而与 其相邻点处的压力无关 5 加州承载比是早自由美国加利福尼亚州提出的一种评定土基及路面材料承载能 力的指标 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 以它们的相对比值表示 CBR 值 6 路基表面在垂直方向产生较大的沉落 路基的沉陷一般为不均匀的沉陷 路基沉 陷主要有两种情况 一是路基本身的压缩沉降 二是由于路基下部天然地面承载能力不 足 在路基自重的作用下引起沉陷或向两侧挤出而造成的 路基的沉陷一般主要是由于 填料选择不当 填筑方法不合理 压实不足 在荷载和水 温度综合作用下引起的 7 指原天然地面有软土 泥沼或不密实的松土存在 承载能力极低 路基修筑前未 经处理 在路基自重作用下 地基下沉或向两侧挤出 引起路基下陷 8 由于少量土体沿土质边坡向下移动所形成 溜方通常指的是边坡上表面薄层土 体下溜 主要是由于流动水冲刷边坡或施工不当而引起的 9 一部分土体在重力作用下沿某一滑动面滑动 滑坡主要是由于土体的稳定性不 足引起的 路堤边坡坡度过陡 或边坡坡脚被冲刷掏空 或填土层次安排不当是路堤边 坡发生滑坡的主要原因 路堑边坡高度和坡度与天然岩石层次的性质不相适应 粘性土层和蓄水的砂石层交 替分层蕴藏 特别是有倾向于路堑方向的斜坡层理存在时 就容易造成滑动 11 10 剥落和碎落是指路堑边坡风化岩层表面 在大气温度和湿度的交替作用下 以 及雨水冲刷和动力作用下 表层岩石从坡面上剥落下来 向下滚落 大块岩石脱离坡面 沿边坡滚落称为崩塌 11 在较陡的山坡上填筑路基 如果原有地面较光滑 未作必要的处理 如未进行凿 毛或人工开挖台阶 或丛草未清除 坡脚又未进行必要的支撑 特别是在受到水的浸润 后 填方路基与原地面之间摩擦阻力减小 路基整体或局部沿地面向下移动 12 不良地质水文条件造成的路基大规模破坏 公路通过不良地质水文地区 或遭 受较大的自然灾害作用 如巨型滑坡 泥石流 地震及特大暴雨等 均能导致路基的大规 模破坏 二 选择题 1 ac 2 c 3 abcd 三 判断题 正确 错误 1 2 3 4 四 简答题 1 路基工作区深度 Za 可以用下式计算 式中 Za 路基工作区深度 m P 一侧轮重荷载 kN K 系数 取 K 0 5 n 系数 n 5 10 路基工作区内 土基的强度和稳定性对保证路面结构的强度和稳定性极为重要 对 工作区范围内的土质选择 路基的压实度应提出较高的要求 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 2 路基土的变形包括弹性变形和塑性变形两部分 12 过大的塑性变形将导致各种沥青面层产生车辙和纵向不平整 对于水泥混凝土路面 路基土的塑性变形将引起板块断裂 弹性变形过大将使得沥青面层和水泥混凝土面板产 生疲劳开裂 在路面结构总变形中 土基的变形占很大部分 约占 70 95 所以提高路基土 的抗变形能力是提高路基路面结构整体强度和刚度的重要方面 3 地基反应模量值用承载板试验确定 承载板的直径规定为 76cm 测定方法与回 弹模量测定方法相类似 但是采取一次加载到位的方法 施加荷载的量值根据不同的工 程对象 有两种方法供选用 当地基较为软弱时 用 0 127cm 的弯沉量控制承载板的荷 载 因为通常情况下混凝土路面板的弯沉不会超出这一范围 假如地基较为坚实 弯沉 值难以达到 0 127cm 时 则用另一种控制方法 以单位压力 p 70kPa 控制承载板的荷载 这也是考虑到混凝土路面下土基承受的压力通常不会超过这一范围 4 归纳为几个方面 不良的工程地质与水文地质条件 不利的水文与气候因素 设计 不合理 施工不符合有关规定 五 论述题 1 路基承受着路基自重和汽车轮重这两种荷载 在两种荷载共同作用下 在一定深 度范围内 路基土处于受力状态 正确的设计应使得路基所受的力在路基弹性限度范围 内 而当车辆驶过后 路基能恢复原状 路面不引起破坏 路基土在车轮荷载作用下引起的垂直应力 Z可用下列近似公式计算 式中 p 车轮荷载换算的均布荷载 kN m2 D 圆形均布荷载作用面积的直径 m Z 圆形均布荷载中心下应力作用点的深度 m 路基土本身自重在路基内深度为 Z 处所引起的垂直压应力 B可按下式计算 13 B Z 式中 土的容重 kN m3 虽然路面结构材料的容重比路基土的容重略大 但是结构层的厚度相对于路基某一 深度而言 这个差别可以忽略 仍可视作为均质土体 路基内任一点处的垂直应力包括 车轮荷载引起的 Z和由土基自重引起的 B 两者共同作用 参见图示 2 提高路基土的抗变形能力是非常重要的 路基土的变形类型及过大的变形将引 起路基的危害 可见了解土的应力 应变特性曲线特征意义重大 压入承载板试验是研 究土基应力 应变特性最常用的一种方法 这种方法是以一定尺寸的刚性板置于土基顶 面 逐级加荷卸荷 记录施加于承载板上的荷载及由该荷载所引起的沉降变形 根据试 验结果 可绘出土基顶面压力与回弹变形的关系曲线 土基应力 应变的非线形特性可 以由三轴压缩试验确定与认证 3 尽管土基的应力 应变关系如此复杂 但是在评定土基应力应变状态以及设计 路面时通常仍然用模量 E 来表征 最简单的方法是采用局部线形化的方法 即在曲线的 14 某一个微小线段内 近似地将它视为直线 以它的斜率作为模量值 按照应力 应变曲 线上应力取值方法的不同 模量有以下几种如图示 初始切线模量 应力值为零时的应力 应变曲线的斜率 如图中的 所示 切线模量 某一应力级位处 应变曲线的斜率 如图中的 所示 割线模量 以某一应力值的曲线上的点同起始点相连的割线的斜率 如图中的 所 示 回弹模量 应力卸除阶段 应力 应变曲线的割线模量 如图中的 所示 前三种模量中的应变值包含残余应变和回弹应变 而回弹模量则仅包含回弹应变 它部分地反映了土的弹性性质 4 每一次荷载作用之后 回弹应变即时消失 而塑性应变则不能消失 残留在土基 中 随着作用次数的增加 产生塑性应变的积累 总应变量逐渐增大 最终会导致两种不 同的情况 一种情况是土体逐渐加密 土体颗粒之间进一步靠拢 每一次加载产生的塑 性应变愈来愈小 直至稳定 这种情况下不致形成土基的整体性剪切破坏 另一种情况 是荷载的重复作用造成了土体的破坏 每一次加载作用在土体中产生了逐步发展的剪切 变形 形成能引起土体整体破坏的剪裂面 最终达到破坏阶段 第四章第四章 一般路基一般路基设计设计 试题 15 一 名词解释 1 路基宽度 2 路基高度 3 边坡坡率 4 击实试验 5 压实度 二 选择题 1 路床是路面的基础 是指路面底面以下 80cm 范围内的路基部分 承受由路面传 来的荷载 在结构上分为上路床 0 30cm 及下路床 两层 a 30 80cm b 30 50cm c 30 150cm d 80 150cm 2 路堤是指全部用岩石或土填筑而成的路基 路床以下的路堤分上 下两层 路面 底面以下 范围的填土部分为上路堤 上路堤以下的填方部分为下路堤 a 30 150cm b 80 150cm c 30 80cm d 30 150cm 3 行车道宽度主要取决于车道数和每条行车道的宽度 一般每个车道宽度为 a 3 50m b 3 75m c 3 50 3 75m d 3 00 3 50m 4 从路基的工作状态分析 路基顶面约 范围内的土层 较强烈地感受到 行车荷载的反复作用以及水温的反复干湿和冻融作用 a 30cm b 80cm c 150cm d 300cm 三 判断题 正确 错误 1 公路路基是路面的基础 它承受着本身土体的自重和路面结构的重量 同时还承 受由路面传递下来的行车荷载 所以路基是公路的承重主体 2 由于填挖情况的不同 路基横断面的典型形式 可归纳为路堤 路堑 填挖结合 的半填半挖及零填零挖等四种类型 16 3 高速公路和一级公路的路堤 在地震地区应参照 公路工程抗震设计规范 的有 关规定设计边坡 当地震基本烈度 7 8 和 9 时 应放缓边坡坡度 4 分层压实的路基顶面能防止水分干湿作用引起的自然沉陷和行车荷载反复作用 产生的压密变形 确保路面的使用品质和使用寿命 5 压实标准中 轻型击实标准的压实度主要用于铺筑中级或低级路面的三 四级公 路 四 简答题 1 简述一般路基设计要求 2 路堤按其所处的条件及加固类型分为几种型式 3 一般路基设计主要包括的内容 五 论述题 1 论述路堑的概念及类型 2 论述压实土的特性 3 影响路堑边坡稳定的因素 参考答案 一 名词解释 1 路基宽度为行车道路面及两侧路肩宽度之和 技术等级高的公路 设有中间带 路缘石 变速车道 爬坡车道 紧急停车带等 均应包括在路基宽度范围内 2 路基高度是指路堤的填筑高度和路堑的开挖深度 是路基设计标高与地面标高 之差 由于原地面沿横断面方向往往是倾斜的 因此在路基宽度范围内 两侧的高差常 有差别 路基高度是指路基中心线处设计标高与原地面标高之差 而路基两侧边坡的高 17 度是指填方坡脚或挖方坡顶与路基边缘的相对高差 所以路基高度有中心高度和边坡高 度之分 3 可用边坡高度 与边坡宽度 b 之比值表示 并取 H b 1 0 5 路堑边坡 或 1 1 5 路堤边坡 通常用 1 n 路堑 或 1 m 路堤 表示其坡率 称为边坡坡率 4 路基土压实标准按重型 轻型两种标准击实试验方法确定 重型击实试验方法的 压实功能相当于 12 15t 压路机的碾压效果 轻型击实试验方法的压实功能相当于 6 8t 压路机的碾压效果 因而其最大密实度比重型标准约小 6 12 最佳含水量约大 2 8 5 压实度是以应达到的干密度绝对值与标准击实法得到的最大干密度之比值的百分 率表征 二 选择题 1 a 2 b 3 c 4 c 三 判断题 正确 错误 1 2 3 4 5 四 简答题 1 一般路基通常是指在正常的地质和水文等条件下 填土高度或挖方深度小于规 范规定值的路基 根据长期的生产实践和科学研究总结 这类路基已有了成熟的设计方 法 拟定了典型的横断面图 因此 设计此类路基可比照当地地形 地质等情况 直接套 用标准横断面图 而不必进行个别设计和验算 对于超过规范规定的高填 深挖路基 以 及地质和水文等条件特殊的路基 为确保路基具有足够的强度和稳定性 需要进行个别 设计和验算 2 路堤按其所处的条件及加固类型的不同可分为 a 矮路堤 b 一般路堤 c 浸水 路堤 d 护脚路堤及 e 挖沟填筑路堤等型式见下图 18 3 一般路基设计主要包括 选择路基断面形式 确定路基宽度与路基高度 选择路 堤填料与压实标准 确定边坡形状与坡度 路基排水系统布置和排水结构设计 坡面防护 与加固设计 附属设施设计 五 论述题 1 低于原地面的挖方路基称为路堑 下图是挖方路堑的几种常见横断面形式 有 a 全挖路基 b 台口式路基及 c 半山洞路基 2 土的压实效果同压实时的含水量有关 存在一最佳含水量 在此含水量条件下 采用一定的压实功能可以达到最大压实度 获得最经济的压实效果 最佳含水量是一相 对值 随压实功能的大小和土的类型而变化 所施加的压实功能大 压实土的细粒含量 越少 最佳含水量越小 而最大密实度越高 3 影响路堑边坡稳定的因素较为复杂 除了路堑深度和坡体土石的性质外 地质构 造特征 岩石的风化和破碎程度 土的成因类型 地面水和地下水的影响 坡面的朝向以 及当地的气候条件等都会影响路堑边坡的稳定性 在边坡设计时必须综合考虑之 19 第五章第五章 路基路基稳稳定性分析定性分析计计算与算与设计设计 试题试题 一 名一 名词词解解释释 1 边边坡坡稳稳定性分析定性分析时时的直的直线线破裂面法 破裂面法 2 边边坡坡稳稳定性分析定性分析时时的的圆圆弧破裂面法 弧破裂面法 3 边边坡坡稳稳定性分析定性分析时时汽汽车车荷荷载载当量当量换换算 算 20 4 边边坡坡稳稳定性分析定性分析时时数解法 数解法 5 边边坡坡稳稳定性分析定性分析时图时图解或表解法 解或表解法 6 边边坡坡稳稳定性分析定性分析时时工程地工程地质质法 法 7 陡坡路堤及 陡坡路堤及稳稳定性 定性 8 浸水路堤 浸水路堤 二 二 选择题选择题 1 边边坡坡稳稳定性分析定性分析边边坡坡轮轮廓的取廓的取值值 对对于折于折线线形或形或阶阶梯形路堤梯形路堤边边坡 一般可取平均坡 一般可取平均 值值 例如 例如图图中取 中取 a CAB 线线 b AB 线线 c CDEB 线线 d ADEB 线线 2 边边坡坡稳稳定性分析定性分析边边坡坡轮轮廓的取廓的取值值 对对于路于路堑边堑边坡 一般可取 坡 一般可取 a 坡 坡顶顶点和坡点和坡顶顶点的点的连线连线 b 坡脚点和坡 坡脚点和坡顶顶点的点的连线连线 c 坡脚点和坡脚点的 坡脚点和坡脚点的连线连线 d 边边坡坡轮轮廓廓线线 3 为为了了较较快地找到极限滑快地找到极限滑动动面 减少面 减少试试算工作量 根据算工作量 根据经验经验 极限滑 极限滑动圆动圆心在一条心在一条 线线上 上 该线该线即是即是圆圆心心辅辅助助线线 确定 确定圆圆心心辅辅助助线线可以采用 可以采用 a 4 5H 法 法 b 36 线线法 法 c 4 5H 法或法或 36 线线法 法 d 无 无 21 4 浸水路堤的 浸水路堤的稳稳定性 定性 应应按路堤最不利的情况按路堤最不利的情况进进行行边边坡坡稳稳定性分析 其破坏一般定性分析 其破坏一般发发 生在最高洪水位 生在最高洪水位 的 的时时候 候 a 骤骤然升高 然升高 b 稳稳定 定 c 骤骤然降落 然降落 d 不 不稳稳定 定 三 判断三 判断题题 正确 正确 错误错误 1 路基 路基边边坡滑坍是公路上常坡滑坍是公路上常见见的破坏的破坏现现象之一 例如 在岩石或土象之一 例如 在岩石或土质质山坡上开挖路山坡上开挖路 堑堑 有可能因自然平衡条件被破坏或者因 有可能因自然平衡条件被破坏或者因边边坡坡过过陡 使坡体沿一滑陡 使坡体沿一滑动动面面产产生滑坡 生滑坡 2 对对河河滩滩路堤 高路堤或路堤 高路堤或软软弱地基上的路堤 可能因水流冲刷 弱地基上的路堤 可能因水流冲刷 边边坡坡过过陡或地基承陡或地基承 载载能力能力过过低而出低而出现现填方土体 或填方土体 或连连同原地面土体 沿某一剪切面同原地面土体 沿某一剪切面产产生坍滑 生坍滑 3 对对可能出可能出现现失失稳稳的路基的路基进进行行稳稳定性分析 保定性分析 保证证路基路基设计设计既既满满足足稳稳定性要求 又定性要求 又满满 足足经济经济性要求 性要求 4 根据 根据对边对边坡坡发发生滑坍生滑坍现现象的象的观观察 察 边边坡破坏坡破坏时时形成一滑形成一滑动动面 滑面 滑动动面的形状与土面的形状与土 质质有关 有关 对对于粘性土 滑于粘性土 滑动动土体有土体有时时象象圆圆柱形 有柱形 有时时象碗形 象碗形 对对于松散的砂性土及砂土 于松散的砂性土及砂土 滑滑动动面面类类似于平面 似于平面 5 在用力学原理 在用力学原理进进行行边边坡坡稳稳定性分析定性分析时时 为简为简化化计计算 通常都按平面算 通常都按平面问题问题来来处处理 理 6 路基除承受自重作用外 同 路基除承受自重作用外 同时还时还要承受行要承受行车车荷荷载载的作用 的作用 7 路基 路基边边坡坡稳稳定性分析方法可分定性分析方法可分为为两两类类 即力学分析法和工程地 即力学分析法和工程地质质法 法 8 常用的 常用的边边坡坡稳稳定性分析方法 根据滑定性分析方法 根据滑动动面形状分直面形状分直线线破裂面法和破裂面法和圆圆弧破裂面法 弧破裂面法 简简称直称直线线法和法和圆圆弧法 弧法 9 如果由于浸水路堤外河水猛 如果由于浸水路堤外河水猛涨涨 使路堤左右两 使路堤左右两侧侧水位水位发发生差异 若路堤用透水性生差异 若路堤用透水性 较强较强的土填筑 的土填筑 虽虽可可发发生横穿路堤的渗透 但其作用力一般生横穿路堤的渗透 但其作用力一般较较小 不小 不计计算算动动水水压压力 力 22 10 如果由于浸水路堤外河水猛 如果由于浸水路堤外河水猛涨涨 使路堤左右两 使路堤左右两侧侧水位水位发发生差异 若路堤采用不生差异 若路堤采用不 透水材料填筑 透水材料填筑 则则不会不会发发生横穿渗透生横穿渗透现现象 不象 不计计算算动动水水压压力 力 11 如果由于浸水路堤外河水猛 如果由于浸水路堤外河水猛涨涨 使路堤左右两 使路堤左右两侧侧水位水位发发生差异 当路堤用普通生差异 当路堤用普通 土填筑 浸水后土体内土填筑 浸水后土体内产产生生动动水水压压力 力 则则需先需先绘绘出土体内的浸出土体内的浸润润曲曲线线 不 不计计算算动动水水压压力 力 四 四 简简答答题题 1 在 在进进行行边边坡坡稳稳定性分析定性分析时时 大多采用近似的方法 大多采用近似的方法 简简述假述假设设内容 内容 2 简简述述边边坡坡稳稳定性分析所需土的定性分析所需土的试验资试验资料 料 3 简简述陡坡路堤滑述陡坡路堤滑动动形式 形式 五 五 论论述述题题 1 论论述均述均质质砂土体砂土体边边坡直坡直线线破裂面法 破裂面法 简简称直称直线线法法稳稳定分析原理 定分析原理 2 论论述多述多层层砂土体砂土体边边坡直坡直线线破裂面法 破裂面法 简简称直称直线线法法稳稳定分析原理 定分析原理 3 论论述述边边坡坡圆圆弧破裂面法 弧破裂面法 简简称称圆圆弧法弧法稳稳定分析原理 定分析原理 4 论论述确定述确定圆圆心心辅辅助助线线方法及方法及稳稳定系数定系数计计算 算 5 试论试论述浸水路堤述浸水路堤稳稳定性分析中 渗透定性分析中 渗透动动水水压压力的作用原理 力的作用原理 参考答案 参考答案 试题试题 一 名一 名词词解解释释 1 松散的砂性土和 松散的砂性土和砾砾 石石 土具有土具有较较大的内磨擦角大的内磨擦角 和和较较小的粘聚力小的粘聚力 c kPa 边边 坡滑坍坡滑坍时时 破裂面近似平面 破裂面近似平面 23 2 粘性土具有 粘性土具有较较大的粘聚力大的粘聚力 c kPa 而内磨擦角 而内磨擦角 较较小 破坏小 破坏时时滑滑动动面有面有时时象象 圆圆柱形 有柱形 有时时象碗形 通常近似于象碗形 通常近似于圆圆曲面 曲面 3 在 在边边坡坡稳稳定性分析定性分析时时 需要将 需要将车辆车辆按最不利情况排列 并将按最不利情况排列 并将车辆车辆的的设计设计荷荷载换载换算算 成当量土柱高 即以相等成当量土柱高 即以相等压压力的土力的土层层厚度来代替荷厚度来代替荷载载 4 假定几个不同的滑 假定几个不同的滑动动面 按力学平衡原理面 按力学平衡原理对对每个滑每个滑动动面面进进行行边边坡坡稳稳定性分析 从定性分析 从 中找出极限滑中找出极限滑动动面 按此极限滑面 按此极限滑动动面的面的稳稳定程度来判断定程度来判断边边坡的坡的稳稳定性 此法定性 此法较较精确 但精确 但 计计算算较较繁 繁 5 在 在计计算机和算机和图图解分析的基解分析的基础础上 制定成上 制定成图图或表 用或表 用查图查图或或查查表法表法进进行行边边坡坡稳稳定性定性 分析 此法分析 此法简单简单 但不如数解法精确 但不如数解法精确 6 根据不同土 根据不同土类类及其所及其所处处的状的状态态 经过长经过长期的生期的生产实产实践和大量的践和大量的资资料料调查调查 拟拟定定边边 坡坡稳稳定定值值参考数据 在参考数据 在设计时设计时 将影响 将影响边边坡坡稳稳定的因素作比定的因素作比拟拟 采用 采用类类似条件下的似条件下的稳稳定定 边边坡坡值值 7 当路堤修筑在陡坡上 且地面横坡度大于 当路堤修筑在陡坡上 且地面横坡度大于 1 2 0 或在不或在不稳稳固的山坡上固的山坡上时时 路基不 路基不 仅仅要分析路堤要分析路堤边边坡坡稳稳定性 定性 还还要分析路堤沿陡坡或不要分析路堤沿陡坡或不稳稳定山坡下滑的定山坡下滑的稳稳定性 定性 8 受到季 受到季节节性或性或长长期浸水的沿河路堤 河期浸水的沿河路堤 河滩滩路堤等均称路堤等均称为为浸水路堤 浸水路堤 二 二 选择题选择题 1 b 2 b 3 abc 4 c 三 判断三 判断题题 正确 正确 错误错误 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 四 四 简简答答题题 1 不考 不考虑虑滑滑动动土体本身内土体本身内应应力的分布 力的分布 认为认为平衡状平衡状态态只在滑只在滑动动面上达到 滑面上达到 滑动动土体土体 成整体下滑 极限滑成整体下滑 极限滑动动面位置要通面位置要通过试过试算来确定 算来确定 24 2 对对于路于路堑堑或天然或天然边边坡取 原状土的容重坡取 原状土的容重 kN m3 内磨擦角 内磨擦角 和粘聚力和粘聚力 c kPa 对对路堤路堤边边坡 坡 应应取与取与现场压实现场压实度一致的度一致的压实压实土的土的试验试验数据 数据包括数据 数据包括压实压实后土后土 的容重的容重 kN m3 内磨擦角 内磨擦角 和粘聚力和粘聚力 c kPa 边边坡由多坡由多层层土体土体组组成成时时土的参数土的参数 确定 采用土的确定 采用土的边边坡坡稳稳定性分析参数定性分析参数 和和 c 的的值应值应采用加采用加权权平均法求得 平均法求得 3 由于基底接触面 由于基底接触面较较陡或陡或强强度度较较弱 致使路堤整体沿基底接触面弱 致使路堤整体沿基底接触面产产生滑生滑动动 由于基 由于基 底修筑在底修筑在较较厚的厚的软软弱土弱土层层上 致使路堤上 致使路堤连连同其下的同其下的软软弱土弱土层层沿某一滑沿某一滑动动面滑面滑动动 由于基 由于基 底下岩底下岩层强层强度不均匀 例如泥度不均匀 例如泥质页质页岩 致使路堤沿某一最弱的岩 致使路堤沿某一最弱的层层面滑面滑动动 五 五 论论述述题题 1 直 直线线法适用于砂土和砂性土 两者合称砂法适用于砂土和砂性土 两者合称砂类类土 土的抗力以内摩擦力土 土的抗力以内摩擦力为为主 粘聚主 粘聚 力甚小 力甚小 边边坡破坏坡破坏时时 破裂面近似平面 破裂面近似平面 计计算算稳稳定系数定系数 K 路堤 路堤 如如图图 a 所示 路堤土楔所示 路堤土楔 ABD 沿假沿假设设破裂面破裂面 AD 滑滑动动 其 其稳稳定系数定系数 K 按下式按下式计计算 算 式中 式中 F 沿破裂面的抗滑力 沿破裂面的抗滑力 kN T 沿破裂面的下滑力 沿破裂面的下滑力 kN G 土楔重量及路基土楔重量及路基顶顶面面 换换算土柱的荷算土柱的荷载载之和 之和 kN 破裂面破裂面对对于水平面的于水平面的倾倾斜角 斜角 路堤土体的内磨擦路堤土体的内磨擦 角 角 c 路堤土体的路堤土体的单单位粘聚力 位粘聚力 kPa L 破裂面破裂面 AD 的的长长度 度 m 由于砂由于砂类类土粘土粘结结力很小 一般可忽略不力很小 一般可忽略不计计 即取 即取 c 0 则则上式可表达上式可表达为为 25 由上式可知 当由上式可知 当 K 1 时时 tg tg 抗滑力等于下滑力 滑 抗滑力等于下滑力 滑动动面土体面土体处处于极限平衡状于极限平衡状 态态 此 此时时路堤的极限坡度等于砂路堤的极限坡度等于砂类类土的内磨擦角 土的内磨擦角 该该角相当于自然休止角 当角相当于自然休止角 当 K 1 时时 路堤路堤边边坡坡处处于于稳稳定状定状态态 且与 且与边边坡高度无关 当坡高度无关 当 K 1 时时 则则不不论边论边坡高度多少 都不能坡高度多少 都不能 保持保持稳稳定 定 确定极限破裂面 路堤 确定极限破裂面 路堤 边边坡坡稳稳定性分析定性分析时时 先假定路堤 先假定路堤边边坡坡值值 然后通 然后通过过坡脚坡脚 A 点 假定点 假定 3 4 个可能的破个可能的破 裂面裂面 i 如 如图图 b 按上式求出相 按上式求出相应应的的稳稳定系数定系数 K 值值 得出 得出 K 与与 i的关系曲的关系曲线线 如 如图图 c 在在 K f 关系曲关系曲线线上找到最小上找到最小稳稳定系数定系数 Kmin 及 及对应对应的极限破裂面的极限破裂面倾倾斜角斜角 值值 计计算算稳稳定系数定系数 K 路 路堑堑 对对于砂于砂类类土的路土的路堑边堑边坡 如坡 如图图所示 土楔所示 土楔 ABD 沿假沿假设设破裂面破裂面 AD 滑滑动动 其 其稳稳定系数定系数 K 按下式按下式计计算 算 式中 式中 h 边边坡的坡的竖竖向高度 向高度 m c 路路堑堑土楔滑土楔滑动动面凝聚力 面凝聚力 kN m3 路路堑堑土楔的内磨土楔的内磨 擦角 擦角 f tg a0 参数 参数 a0 2c h 土的容重 土的容重 kN m3 边边坡坡倾倾斜角 斜角 按微分方法 当按微分方法 当 dK d 0 可求可求稳稳定系数定系数 K 最小最小时时破裂面破裂面倾倾斜角斜角 0值值 即 即 由此可求得最小由此可求得最小稳稳定系数定系数为为 2 多 多层层砂砂类类土土边边坡的坡的稳稳定系数确定定系数确定 26 分析方法及分析方法及稳稳定系数的确定定系数的确定 对对面面层层的砂的砂类类土土边边坡 如坡 如图图所示 如破裂面所示 如破裂面 AD 通通过强过强度指度指标标不同的各土不同的各土层层 可用 可用竖竖直直线线将破裂面以上的土楔将破裂面以上的土楔 ABD 划分划分为为若干条若干条块块 每一条 每一条块块的破的破 裂面位于同一种土裂面位于同一种土层层内 其破裂面上的内 其破裂面上的 ci i为为定定值值 边边坡坡稳稳定性分析定性分析时时 计计算每一条算每一条块块 的下滑力的下滑力 Fi 边边坡坡稳稳定系数可按下式定系数可按下式计计算 算 最小最小稳稳定系数确定方法与路堤定系数确定方法与路堤边边坡坡稳稳定性方法相同 定性方法相同 注意事注意事项项 如果某一分如果某一分块块有有换换算土柱荷算土柱荷载载 该该分分块应块应包括包括换换算土柱荷算土柱荷载载在内 考在内 考虑虑到滑到滑动动面的面的 近似假定 土工近似假定 土工试验试验所得的所得的 和和 c 的局限性以及气候的局限性以及气候环环境条件的境条件的变变异性的影响 异性的影响 为为保保证证 边边坡坡稳稳定性有足定性有足够够的安全的安全储备储备 稳稳定系数定系数 Kmin应应大于大于 1 25 但 但 K 值值也不宜也不宜过过大 大 3 圆圆弧法适用于粘性土 土的抗力以粘聚力弧法适用于粘性土 土的抗力以粘聚力为为主 内摩擦力主 内摩擦力较较小 小 边边坡破坏坡破坏时时 破裂 破裂 面近似面近似圆圆柱形 柱形 圆圆弧法假定滑弧法假定滑动动面面为为一一圆圆弧 它适用于弧 它适用于边边坡有不同的土坡有不同的土层层 均 均质质土土边边坡 坡 部分被淹没 均部分被淹没 均质质土土坝坝 局部 局部发发生渗漏 生渗漏 边边坡坡为为折折线线或台或台阶阶形的粘性土的路堤与路形的粘性土的路堤与路堑堑 圆圆弧法的基本原理与步弧法的基本原理与步骤骤 圆圆弧法是将弧法是将圆圆弧滑弧滑动动面上的土体划分面上的土体划分为为若干若干竖竖向土条 向土条 依次依次计计算每一土条沿滑算每一土条沿滑动动面的下滑力和抗滑力 然后叠加面的下滑力和抗滑力 然后叠加计计算出整修滑算出整修滑动动土体的土体的稳稳定性 定性 圆圆弧法的弧法的计计算精度主要与分段数有关 分段愈多算精度主要与分段数有关 分段愈多则计则计算算结结果愈精确 一般分果愈精确 一般分 8 10 段 小段 小 段的划分 段的划分 还还可可结结合横断面特性 如划分在合横断面特性 如划分在边边坡或地面坡度坡或地面坡度变变化之化之处处 以便 以便简简化化计计算 算 27 圆圆弧法的基本步弧法的基本步骤骤如下 如下 通通过过坡脚任意坡脚任意选选定可能定可能发发生的生的圆圆弧滑弧滑动动面面 AB 其半径 其半径为为 R 沿路 沿路线纵线纵向取向取单单位位 长长度度 1m 将滑 将滑动动土体分成若干个一定土体分成若干个一定宽宽度的垂直土条 其度的垂直土条 其宽宽度一般度一般为为 2 4m 如 如图图所示 所示 计计算每个土条的土体重算每个土条的土体重 i及其法向分力及其法向分力 i Gicosai和切向分力和切向分力 i Gisinai 其中 其中 ai为该为该弧中心点的半径弧中心点的半径线线与通与通过圆过圆心的心的竖线竖线之之间间的的夹夹角 角 ai 1 sin xi R 其中 其中为圆为圆弧中弧中 心点距心点距圆圆心心竖线竖线的水平距离 的水平距离 为圆为圆弧半径 弧半径 计计算每一小段滑算每一小段滑动动面上的抵抗力 即内磨擦力面上的抵抗力 即内磨擦力 if 其中 其中 f tg i 和粘聚力 和粘聚力 cLi i 为为i小弧小弧长长 以以圆圆心心为转动圆为转动圆心 半径心 半径 为为力臂 力臂 计计算滑算滑动动面上各力面上各力对对点的滑点的滑动动力矩和抗滑力力矩和抗滑力 矩 矩 求求稳稳定系数定系数 值值 4 由于 由于试试算的滑算的滑动动面是任意面是任意选选的 故需再假定几个可能的滑的 故需再假定几个可能的滑动动面 面 计计算算对应对应的的稳稳定定 系数 在系数 在圆圆心心辅辅助助线线 MI 上上绘绘出出 图图 a 28 稳稳定系数定系数 K1 K2 Kn对应对应于于 O1 O2 On的关系曲的关系曲线线 f O 在 在该该曲曲线线最低点最低点 作作圆圆心心辅辅助助线线 MI 的平行的平行线线 与曲 与曲线线 f O 相切的切点相切的切点对应对应的的圆圆心心为为极限滑极限滑动动面面圆圆心 心 对对 应应的滑的滑动动面面为为极限滑极限滑动动面 相面 相应应的的稳稳定系数定系数为为极限极限稳稳定系数 其定系数 其值应值应在在 1 25 1 5 之之间间 确定确定圆圆心心辅辅助助线线方法及方法及稳稳定系数定系数计计算 算 为为了了较较快地找到极限滑快地找到极限滑动动面 减少面 减少试试算工作量 算工作量 根据根据经验经验 极限滑 极限滑动圆动圆心在一条心在一条线线上 上 该线该线即是即是圆圆心心辅辅助助线线 确定 确定圆圆心心辅辅助助线线可以采用可以采用 4 5H 法或法或 36 线线法 法 4 5H 法法 图图 a 由坡脚 向下引由坡脚 向下引竖线竖线 在 在竖线竖线上截取高度上截取高度 h h0 边边坡高度及荷坡高度及荷载换载换算算为为土柱高度 土柱高度 得 点 自 点向右引水平得 点 自 点向右引水平线线 在水平 在水平线线上截取上截取 4 5H 得 点 得 点 连连接接边边坡坡脚 点和坡坡脚 点和顶顶点点 求得 求得 SE 的斜度的斜度 i0 1 m 据此 据此值查值查表得表得 1和和 2值值 由 点作与 由 点作与 SE 成成 1角的直角的直线线 再由 点作与水平再由 点作与水平线线成成 2角的直角的直线线 两 两线线相交得 点 相交得 点 连连接 和 两点即得接 和 两点即得圆圆心心辅辅助助线线 4 5H 法法 图图 b 若不考若不考虑虑荷荷载换载换算土算土层层高度高度 h0 则则方法可以方法可以简简化化 图图 b 即 即 h 斜度 斜度 i0按按边边坡脚 坡脚 坡坡顶顶的的联线联线 AB 与水平与水平线线的的夹夹角来角来计计算 算 1和和 2查查表得 由坡脚 向下引表得 由坡脚 向下引竖线竖线 在 在竖竖 线线上截取高度上截取高度 h 边边坡高度 得 点 其它步坡高度 得 点 其它步骤骤同同 29 36 线线法一 法一 图图 c 由荷由荷载换载换算土柱高算土柱高顶顶点作与水平点作与水平线线成成 36 角的角的线线 EF 即得 即得圆圆心心辅辅助助线线 36 线线法二 法二 图图 d 由坡由坡顶处顶处作与水平作与水平线线成成 36 角的角的线线 EF 即 即为圆为圆心心辅辅助助线线 上述四种确定上述四种确定圆圆心心辅辅助助线线方法的方法的计计算算结结果相差不大 均可采用 果相差不大 均可采用 为为求解求解简简便 一般便 一般 用用 36 线线法 但方法法 但方法 较较精确 且求出的精确 且求出的稳稳定系数 定系数 值值最小 故常用于最小 故常用于边边坡坡稳稳定性分析定性分析 重要建筑物的重要建筑物的稳稳定性 通定性 通过过坡脚的极限破裂坡脚的极限破裂圆圆弧中心位置的有关角弧中心位置的有关角值查值查表 表 稳稳定系数定系数 取取值值 规规范一般范一般规规定定边边坡坡稳稳定系数容定系数容许值许值 1 25 1 50 具体 具体值应值应根据土根据土 的特性 抗剪的特性 抗剪强强度指度指标标的可靠程度以及公路等的可靠程度以及公路等级级和地区和地区经验综经验综合考合考虑虑 当 当计计算算 值值小于小于 容容许值许值 则应则应放放缓边缓边坡 重新坡 重新拟拟定横断面 再按上述方法定横断面 再按上述方法进进行行边边坡坡稳稳定性分析 定性分析 5 试论试论述浸水路堤述浸水路堤稳稳定性分析中 渗透定性分析中 渗透动动水水压压力的作用原理 力的作用原理 河河滩滩路堤除承受普通路堤所承受的外力及自重力外 路堤除承受普通路堤所承受的外力及自重力外 还还要承受浮力及