線路基礎(chǔ)第六章（修改）

1、第六章 路基及路基穩(wěn)固性 本章要點(diǎn): 路基類型 路基斷面 路基設(shè)計(jì) 路基邊坡穩(wěn)定性及檢算方法,西南交通大學(xué),1,6.1 路基橫斷面及組成 一 路基類型 1.按斷面形式分 路堤線路高出自然地面，經(jīng)填筑而成 路塹線路低于自然地面，經(jīng)開挖而成 不填不挖 半路堤部分填筑 半路塹部分開挖 半堤半塹部分開挖、填筑,西南交通大學(xué),2,路基斷面圖,西南交通大學(xué),3,二 路基組成 1. 路基本體路基體 2. 排水設(shè)備地表水、地下水 3. 防護(hù)加固建筑物 (一)路基本體 1.路基頂面 2.路肩 3.邊坡,西南交通大學(xué),4,西南交通大學(xué),5,西南交通大學(xué),6,路基頂面寬度構(gòu)成要素 a.單線 有路拱：B = 2C +

2、 2 + A 無路拱：B = 2C + 2m(h1+h2) + A,B頂面寬 C路基肩寬 x邊坡寬 A道床頂面寬,西南交通大學(xué),7,b.復(fù)線（非滲水路基）： B = 2C + 2x + A + D,西南交通大學(xué),8,西南交通大學(xué),9,曲線地段 單線：路基面外側(cè)需加寬，加寬量在緩 和曲線范圍內(nèi)遞減 復(fù)線：加寬需計(jì)算。注：線間距需加寬 2.路肩路基頂面無道床覆蓋的部分 1)作用:防止路基核心部分在受壓時(shí)向外發(fā)生擠動(dòng) 與變形 防道碴滾落 便于設(shè)置各類信號(hào)與線路標(biāo)志 供行人行走 2)路肩寬度 、級(jí) 路堤：寬度0.6m 級(jí)及路塹：寬度0.4m,西南交通大學(xué),10,3)邊坡 路堤：路堤兩側(cè)的斜坡 路塹：開

3、挖面兩側(cè)的斜坡 決定邊坡坡度的因素 路堤 填料性質(zhì) 邊坡高度 基底水文，地質(zhì)條件 路塹 邊坡土質(zhì) 地質(zhì)水文條件 邊坡高度,注：邊坡坡度：路塹為 1：0.3 1：1.75 路堤為 1：1.3 1：1.75,西南交通大學(xué),11,三 路基設(shè)計(jì) (一)路堤橫斷面 1.路堤標(biāo)準(zhǔn)橫斷面,注:1)護(hù)道保持路基穩(wěn)定有2-4%斜度利于排水 2)縱向排水溝：底寬0.4m，深0.6m，邊坡為1:1 梯形斷面，縱向坡度為2 8,2.路堤橫斷面構(gòu)成 路基面 邊坡 護(hù)道 取土坑 縱向排水溝,西南交通大學(xué),12,(二) 路塹橫斷面 1.路塹標(biāo)準(zhǔn)橫斷面,2.路塹橫斷面構(gòu)成 路基面 側(cè)溝 邊坡 截水溝（天溝） 注： 1）側(cè)溝：

4、排水，邊坡1:1， 2-8%縱坡 2）隔離帶：穩(wěn)定路塹邊坡，寬度2-5m 3）天溝：防水流入路塹,西南交通大學(xué),13,6.2 路基的穩(wěn)固性 一 影響路基穩(wěn)固性的因素 1.路基穩(wěn)固性概念 1）作用于路基上的力: 列車的載荷 軌道重力 土體本身的自重 自然營力 2）路基穩(wěn)固性要求： 在溫度變化，風(fēng)雨等自然力的侵蝕下，能夠 保持穩(wěn)固，即不發(fā)永久變形（塌陷等）,西南交通大學(xué),14,3) 路基穩(wěn)固性判定： 用路基強(qiáng)度與穩(wěn)定性表示，在判定時(shí)，采用 力學(xué)分析法或工程地質(zhì)對(duì)比法進(jìn)行 4) 路基穩(wěn)固性破壞的變化過程： 由于地表水的滲入，地下水上升或由于土壤 內(nèi)溫度的變化及其它人為因素，引起土壤結(jié)構(gòu)與 性質(zhì)的變化

5、，其穩(wěn)定性遭到破壞。其變化過程呈 循環(huán)性，循環(huán)時(shí)間不等，變化程度也因自然和人 的活動(dòng)而異。 一般表現(xiàn)為： 局部移動(dòng)相對(duì)穩(wěn)定局部移動(dòng)相對(duì)穩(wěn)定全 面移動(dòng)穩(wěn)定喪失。,西南交通大學(xué),15,2影響路基穩(wěn)固性的因素 1)路基的平面位置與形狀 平面位置：地質(zhì)不良地段 形狀：標(biāo)高、路基寬度、路基邊坡 2)路基與軌道類型的匹配 3)地質(zhì)、地形與水文條件 不良地質(zhì)：滑坡、崩塌、泥石流、軟土、鹽土 粘土、多年凍土、黃土等 水文：地表水、地下水 4)自然營力: 風(fēng)、雪、雨、凍 5)人為作用。,西南交通大學(xué),16,二 路基失去穩(wěn)定性的外觀表現(xiàn) 1.基底沉降：由路基底部、地質(zhì)、水文變化 引起 2.路堤本身沉降：內(nèi)部應(yīng)力變

6、化（溫度、外 力） 3.邊坡坍塌、滑動(dòng) 4.路基整體滑動(dòng) 三 路基穩(wěn)定性驗(yàn)算 驗(yàn)算方法為兩種： 數(shù)學(xué)分析方法； 近似計(jì)算方法 一般采用第2種方法,西南交通大學(xué),17,1.路基穩(wěn)定性驗(yàn)算近似的計(jì)算法原則： 基本假定 1)路基土體破壞由剪切破壞引起 2)路基土體極限平衡狀態(tài)在滑動(dòng)面上達(dá)到 3)路基土體的滑動(dòng)為整體滑動(dòng) 4)不考慮滑動(dòng)體內(nèi)部的應(yīng)力分布 2.路基邊坡穩(wěn)定性驗(yàn)算方法 1)路基滑動(dòng)面 A平面形勻質(zhì)砂類土 B圓柱面勻質(zhì)粘性類土 C折線與曲線形特殊性質(zhì)類的土,西南交通大學(xué),18,2)路基穩(wěn)定系數(shù) 抗滑動(dòng)抵抗土體下滑的力（內(nèi)摩擦力+粘聚力） 穩(wěn)定系數(shù):,K = 1 臨界穩(wěn)定；K 1 邊坡穩(wěn)定，取

7、K=1.25,3)計(jì)算方法 A均質(zhì)沙土類,滑動(dòng)面為AB 滑動(dòng)土體(重力)為Q(包 括軌道、列車動(dòng)載荷) 土柱：列車與軌道的換 算重量,西南交通大學(xué),19,下滑力T = Q Sin 法向分力N = Q Cos 抗滑力 = N tg+ CL,式中: 土體的內(nèi)摩擦角 C粘聚力 L滑動(dòng)面長度 滑動(dòng)面與水平面夾角,西南交通大學(xué),20,注： 假想面有多個(gè)， AB 只是其中之一 由多個(gè)假想面求出多個(gè)K，k1、k2、kn。 n個(gè)k中最小者所對(duì)應(yīng)得假想面為最危險(xiǎn)滑動(dòng)面 若路基有純凈砂土類構(gòu)筑 則C=0 故有： k=（Q Sin tg）/（Q Cos） = tg/tg 若k 1.25 ，須采取措施以保證路基穩(wěn)定,

8、西南交通大學(xué),21,B粘性土滑動(dòng)面為圓柱面，滑動(dòng)面與路基橫斷 面的交線為圓弧 穩(wěn)定系數(shù) k = 抗滑動(dòng)力矩 / 下滑力矩 抗滑動(dòng)力矩 = RT 以土塊2為例：,1)抗滑力矩 F F = R (N2 tg + CL2),西南交通大學(xué),22,式中： R滑動(dòng)圓弧半徑 Ti圓心鉛垂線左側(cè)土條切向分力（起抗 滑作用） Li每條土塊滑動(dòng)面長度 Ti圓心鉛垂線右側(cè)土條切向分力,2)下滑力矩,則,西南交通大學(xué),23,C陡坡路堤的穩(wěn)定性驗(yàn)算 1)陡坡路堤： 土質(zhì)基底1:2.5； 石質(zhì)基底1:2.0 2)驗(yàn)算方法：按已知滑動(dòng)面進(jìn)行穩(wěn)定性計(jì)算分析。 3)當(dāng)滑動(dòng)面為單一斜坡時(shí)，K的計(jì)算參照砂類土直 線破裂法。 當(dāng)滑動(dòng)面為折線斜面時(shí)，可將土體按折線分 成條塊，計(jì)算其剩余下滑力，若最后剩余下滑力 為零或小于零，則土體具有良好穩(wěn)定性。否則應(yīng) 采