路基路面工程——路基的基本性質(zhì)

1、土土巨粒土巨粒土特殊土特殊土細(xì)粒土細(xì)粒土粗粒土粗粒土漂石土漂石土卵石土卵石土礫類(lèi)土礫類(lèi)土砂類(lèi)土砂類(lèi)土粉質(zhì)土粉質(zhì)土粘質(zhì)土粘質(zhì)土有機(jī)質(zhì)土有機(jī)質(zhì)土黃土黃土膨脹土膨脹土紅粘土紅粘土鹽漬土鹽漬土200 60 20 50.50.250.07420.002（mm）三、路基土的工程分級(jí)（三、路基土的工程分級(jí)（補(bǔ)充補(bǔ)充）（一）分級(jí)目的（一）分級(jí)目的 用于工程可行性研究或概、預(yù)算編制，用于工程可行性研究或概、預(yù)算編制， 工程施工難易程度評(píng)價(jià)和技術(shù)手段運(yùn)用的依據(jù)工程施工難易程度評(píng)價(jià)和技術(shù)手段運(yùn)用的依據(jù)（二）分級(jí)依據(jù)（二）分級(jí)依據(jù) 鑿巖機(jī)或人工鉆孔鑿巖機(jī)或人工鉆孔1m所需要的時(shí)間所需要的時(shí)間較軟較軟 爆破爆破1m3所

2、需炮眼長(zhǎng)度所需炮眼長(zhǎng)度較堅(jiān)較堅(jiān)（三）等級(jí)（三）等級(jí) 級(jí)級(jí)松土松土 級(jí)級(jí)普通土普通土 級(jí)級(jí)硬土硬土 級(jí)級(jí)軟石軟石 級(jí)級(jí)次堅(jiān)石次堅(jiān)石 級(jí)級(jí)堅(jiān)石堅(jiān)石滲入路面滲入路面滲入路肩滲入路肩由路肩由路肩由邊溝由邊溝由較高處滲入由較高處滲入地下水位地下水位水汽移動(dòng)水汽移動(dòng)由地下水由地下水地下水位變動(dòng)地下水位變動(dòng)凍脹凍脹翻漿翻漿按照經(jīng)驗(yàn)，給出按照經(jīng)驗(yàn)，給出wc1、wc2、wc3,分別對(duì)應(yīng)做為分別對(duì)應(yīng)做為干燥、中濕、潮干燥、中濕、潮濕、過(guò)濕濕、過(guò)濕的分界標(biāo)準(zhǔn)，叫做分界稠度。并通過(guò)針對(duì)各種土類(lèi)的的分界標(biāo)準(zhǔn)，叫做分界稠度。并通過(guò)針對(duì)各種土類(lèi)的試驗(yàn)，確定類(lèi)似下圖的關(guān)系確定相應(yīng)的分界相對(duì)含水量試驗(yàn)，確定類(lèi)似下圖的關(guān)系確定相

3、應(yīng)的分界相對(duì)含水量w1、w2、w3,和臨界（或相對(duì)）高度和臨界（或相對(duì)）高度h1、h2、h3地下水位高度地下水位高度地下水位與土的平均稠度地下水位與土的平均稠度地下水位與土的相對(duì)含水量地下水位與土的相對(duì)含水量路基路基路面路面1. 車(chē)輪荷載作用下的垂直應(yīng)力車(chē)輪荷載作用下的垂直應(yīng)力：25 . 21DZpz（2-10）2. 路基自重作用下的垂直壓應(yīng)力：路基自重作用下的垂直壓應(yīng)力：ZB（2-11）1. 路基工作區(qū)概念：路基工作區(qū)概念：在路基某一深度在路基某一深度Za處，當(dāng)車(chē)輪荷載引起的垂直應(yīng)力與路基土處，當(dāng)車(chē)輪荷載引起的垂直應(yīng)力與路基土自重引起的垂直應(yīng)力相比所占比例很小，僅為自重引起的垂直應(yīng)力相比所占

4、比例很小，僅為1/101/5時(shí)，時(shí)，該深度該深度Za范圍內(nèi)的路基稱為范圍內(nèi)的路基稱為路基工作區(qū)路基工作區(qū)2. 路基工作區(qū)深度路基工作區(qū)深度Za：3KnPZa（一）（一）. 路基土變形路基土變形彈性變形彈性變形過(guò)大過(guò)大疲勞開(kāi)裂疲勞開(kāi)裂塑性變形塑性變形過(guò)大過(guò)大瀝青路面車(chē)轍和縱瀝青路面車(chē)轍和縱向不平整向不平整水泥混凝土路面板水泥混凝土路面板塊斷裂塊斷裂（二）（二）. 路基土應(yīng)力路基土應(yīng)力-應(yīng)變特性研究應(yīng)變特性研究1. 壓入承載板試驗(yàn)：壓入承載板試驗(yàn)： 以一定尺寸的剛性承載板置于土基頂面，以一定尺寸的剛性承載板置于土基頂面，逐級(jí)加荷卸荷，記錄所施加的荷載及引起的沉逐級(jí)加荷卸荷，記錄所施加的荷載及引起的

5、沉降變形，繪出土基頂面壓應(yīng)力與回彈變形的關(guān)降變形，繪出土基頂面壓應(yīng)力與回彈變形的關(guān)系曲線。系曲線。（1）方法：）方法：（2）土基回彈模量計(jì)算：）土基回彈模量計(jì)算：lpDE21式中：式中：l 承載板的回彈變形，承載板的回彈變形，m 土體的泊松比土體的泊松比E并不是常數(shù)并不是常數(shù)2. 三軸試驗(yàn)：三軸試驗(yàn)：EE3112土基的應(yīng)力土基的應(yīng)力-應(yīng)變呈現(xiàn)應(yīng)變呈現(xiàn)非線性特性非線性特性3. 土基應(yīng)力土基應(yīng)力-應(yīng)變的彈塑性性質(zhì)應(yīng)變的彈塑性性質(zhì)模量表示模量表示初始切線模量初始切線模量切線模量切線模量割線模量割線模量回彈模量回彈模量以一定應(yīng)力級(jí)以一定應(yīng)力級(jí)位下的抗變形位下的抗變形能力表征能力表征回彈模量回彈模量、地

6、基反應(yīng)模量地基反應(yīng)模量、參數(shù)指標(biāo)參數(shù)指標(biāo)加州承載比加州承載比 反映土基在瞬時(shí)荷載作用下的可反映土基在瞬時(shí)荷載作用下的可恢復(fù)變形能力，可應(yīng)用彈性理論恢復(fù)變形能力，可應(yīng)用彈性理論方法方法：承載板法承載板法1. 柔性壓板：柔性壓板：（1）接觸壓力為常量：）接觸壓力為常量： 2aPrp（2）壓板中心處撓度：）壓板中心處撓度：Epalr2012（3）壓板邊緣處撓度：）壓板邊緣處撓度：Epalar2142. 剛性壓板：剛性壓板：土基頂面撓度為常量，接觸壓力隨土基頂面撓度為常量，接觸壓力隨r成馬鞍形分布成馬鞍形分布4122Epal 2221raparp20012iilpaE用溫克勒地基模型描述土用溫克勒地基

7、模型描述土基工作狀態(tài)基工作狀態(tài)1. 地基反應(yīng)模量地基反應(yīng)模量K定義：定義：根據(jù)溫克勒地基假定，土基頂根據(jù)溫克勒地基假定，土基頂面任一點(diǎn)的彎沉面任一點(diǎn)的彎沉 L 僅與作用于僅與作用于該點(diǎn)的垂直壓力該點(diǎn)的垂直壓力 p 成正比，而成正比，而同相鄰點(diǎn)處壓力無(wú)關(guān)，則壓力同相鄰點(diǎn)處壓力無(wú)關(guān)，則壓力p與彎沉與彎沉 l 之比稱為地基反應(yīng)模之比稱為地基反應(yīng)模量量K，即：，即：K = p / l kN/m32. 試驗(yàn)方法：承載板法試驗(yàn)方法：承載板法板直徑：板直徑：76cm 加載方式：一次加載到位加載方式：一次加載到位 施加荷載量施加荷載量 地基較軟弱：用地基較軟弱：用0.127cm的彎沉量控制荷載的彎沉量控制荷載

8、地基較堅(jiān)實(shí)：以單位壓力地基較堅(jiān)實(shí)：以單位壓力p70kPa控制荷載控制荷載載荷板直徑影響：載荷板直徑影響： 直徑越小，直徑越小，K值越大值越大K76 = 0.4K30（2-25） 地基回彈反應(yīng)模量：地基回彈反應(yīng)模量： KR = 1.77K （2-26） 1. 加州承載比定義：加州承載比定義：承載力以材料抵抗局部荷載壓入變形的能力表征，承載力以材料抵抗局部荷載壓入變形的能力表征，并采用高標(biāo)準(zhǔn)碎石為標(biāo)準(zhǔn)，以它們的相對(duì)比值表示并采用高標(biāo)準(zhǔn)碎石為標(biāo)準(zhǔn)，以它們的相對(duì)比值表示2. 試驗(yàn)方法：試驗(yàn)方法：用端部面積為用端部面積為19.35cm2的標(biāo)準(zhǔn)壓頭，的標(biāo)準(zhǔn)壓頭，以以0.127cm/min的速度壓入土中，的

9、速度壓入土中，記錄每貫入記錄每貫入0.254cm的單位壓力，的單位壓力，直至壓入深度為直至壓入深度為1.27cm為止，則：為止，則： 100sppCBR（2-27） 1. 路基沉陷路基沉陷路基沉陷路基沉陷： 路基表面在垂直方向產(chǎn)生較大的沉落。路基表面在垂直方向產(chǎn)生較大的沉落。 路基沉縮路基沉縮： 路基填料不當(dāng)，填筑方法不合理，在路基內(nèi)部路基填料不當(dāng)，填筑方法不合理，在路基內(nèi)部形成過(guò)濕的夾層等因素，在荷載和水溫綜合作形成過(guò)濕的夾層等因素，在荷載和水溫綜合作用下，引起路基沉縮。用下，引起路基沉縮。 地基沉陷地基沉陷： 原天然地面承載力極低，路基修筑前未處理，在原天然地面承載力極低，路基修筑前未處理

10、，在路基自重作用下，地基下沉或向兩側(cè)擠出路基自重作用下，地基下沉或向兩側(cè)擠出 2. 邊坡滑塌邊坡滑塌溜方溜方： 由于少量土體沿土質(zhì)邊坡向下移動(dòng)所形成。由于少量土體沿土質(zhì)邊坡向下移動(dòng)所形成。 滑坡滑坡： 一部分土體在自重作用下沿某一滑動(dòng)面滑動(dòng)。一部分土體在自重作用下沿某一滑動(dòng)面滑動(dòng)。 邊坡坡度過(guò)陡；邊坡坡腳被沖刷淘空；邊坡坡度過(guò)陡；邊坡坡腳被沖刷淘空；填土層次安排不當(dāng)填土層次安排不當(dāng) 邊坡高度和坡度與天然巖土層次性質(zhì)不邊坡高度和坡度與天然巖土層次性質(zhì)不適應(yīng)；粘性土層和蓄水的砂石層交替蘊(yùn)適應(yīng)；粘性土層和蓄水的砂石層交替蘊(yùn)藏；有傾向于路塹方向的斜坡層理存在藏；有傾向于路塹方向的斜坡層理存在 堤滑坡原

11、因：堤滑坡原因： 塹滑坡原因：塹滑坡原因： 4. 路基沿山坡滑動(dòng)：路基沿山坡滑動(dòng)：在較陡的山坡填筑路基，路基底部被水浸濕，坡在較陡的山坡填筑路基，路基底部被水浸濕，坡角又未進(jìn)行必要的支撐，在荷載作用下，整個(gè)路角又未進(jìn)行必要的支撐，在荷載作用下，整個(gè)路基沿傾斜的原地面向下滑動(dòng)，路基整體失穩(wěn)?；貎A斜的原地面向下滑動(dòng)，路基整體失穩(wěn)。 5. 不良地質(zhì)和水文條件造成的路基破壞：不良地質(zhì)和水文條件造成的路基破壞：公路通過(guò)不良地質(zhì)條件（如泥石流、溶洞等）和公路通過(guò)不良地質(zhì)條件（如泥石流、溶洞等）和較大的自然災(zāi)害（如大暴雨）地區(qū)，均可能導(dǎo)致較大的自然災(zāi)害（如大暴雨）地區(qū)，均可能導(dǎo)致路基大規(guī)模破壞。路基大規(guī)模破壞。 3. 碎落和崩塌：碎落和崩塌：路塹邊坡風(fēng)化巖層表面，在大氣溫度、濕度以及路塹邊坡風(fēng)化巖層表面，在大氣溫度、濕度以及沖刷、動(dòng)力作用下，表面巖石從坡面剝落下來(lái)，沖刷、動(dòng)力作用下，表面巖石從坡面剝落下來(lái)，向下滾落。向下滾落。 正確設(shè)計(jì)路基橫斷面正確設(shè)計(jì)路基橫斷面 選擇