鐵道工程電子教材-9路基的穩(wěn)定性分析(文件)
【正文】 并逐漸形成紋溝、雞爪溝、沖溝，進而破壞路基邊坡的穩(wěn)定，發(fā)生溜坍、剝落、掉塊、甚至坍塌等坡面變形。 路基坡面防護的工程措施應(yīng)根據(jù)具體的地質(zhì)水文及氣象等條件進行。 抹面、噴漿、勾縫、灌漿。砌石防護適用于邊坡坡度緩于 1:1 的各類土質(zhì)邊坡。對于河灘或水庫路堤，由于河流的沖刷與河床的變遷，路基必然經(jīng)常的或周期性的受到水流沖刷作用。設(shè)計時應(yīng)掌握有關(guān)水流特性，對防護建筑物基礎(chǔ)的設(shè)計應(yīng)特別重視。包括粘土、砂粘土、粘砂土和粗、中、細、粉等砂類土。包括各種巖質(zhì)和半巖質(zhì)巖層。邊坡的穩(wěn)定與巖層的構(gòu)造、產(chǎn)狀、巖性及破碎風(fēng)化程度都有關(guān)系。 3 水文條件。 1 工程地質(zhì)法。主要是采用圓弧法或折線法，對均質(zhì)土層或沿某一層面滑動的土體進行檢算，從而確定坡率。路塹開挖后，其坡面形成臨空面，土體現(xiàn)人的破裂面必然會在臨空面的坡腳處出露，因此可根據(jù)前述的圓弧條分法和最危險滑弧確定法分析邊坡穩(wěn)定。 b 。（三）巖石路塹邊坡 巖石路塹邊坡的穩(wěn)定分析常較土質(zhì)路塹邊坡困難。因此，巖石路塹邊坡的穩(wěn)定分析應(yīng)按各種情況進行詳細的分析。鑒于巖石邊坡都需要用爆破方法開挖，堅硬、完整巖石邊坡可取 1 ： ～1 ： ?？紤]到一定的安全度，巖體的內(nèi)摩擦角為 (927) 式中 φ——結(jié)構(gòu)面摩擦角； τ 、 σ ——巖石結(jié)構(gòu)面剪切實驗時的剪應(yīng)力和正應(yīng)力； K ——安全系數(shù)。 路堤在滲透力作用下，不但使邊坡穩(wěn)定性降低，隨著滲流時間的延續(xù)還可能產(chǎn)生管管涌和流土現(xiàn)象。如用非滲水土，更應(yīng)嚴格控制填土的壓實度。 1 替代容重法 即用浸潤線、坡外水位線等處的不同容重來代替滲透力。圖中弓形陰影部分的水體本身處于靜力平衡狀態(tài)，可以認為這部分水體對邊坡的穩(wěn)定安全性不起影響。土條 i 的重量 。當(dāng)水力坡降為 i時，作用于滑體上的總滲透力為，方向取該面積滲流的平均方向，作用點取在滲流面積的形心處。從偏于安全角度，還可。第二類是由路堤變開引起的破壞。和有少數(shù)傾向路基的構(gòu)造面；或風(fēng)化嚴重、節(jié)理發(fā)育等破碎巖層組成的邊坡，當(dāng)坡高?8m，在89度地震區(qū)，將產(chǎn)生不同程度的震害。可按下式計算 (919)式中 — 水平地震影響系數(shù)； — 綜合影響系數(shù)，一般取 ； — 地震加速度分布系數(shù)； — 土條重及換算土條重。17 / 17。按揟靜力法，用瑞典條分法計算在地震時邊坡的穩(wěn)定安全系數(shù)為 (920) 上述計算方法具有強的經(jīng)驗性。地震慣性力由垂直分量和水平分量組成。第三類是塹坡（山坡）變形引起的破壞。一類是由于基底變形引起的破壞。如圖 9 － 8 所示。在這種情況下，式（ 9 － 16 ）可簡化為 (917)式中，土的內(nèi)摩擦角和粘聚力浸潤線以上??；浸潤線以下取 。土條 i 處于滲流場中，滑弧 cd受滲透壓力 的作用，其值為流網(wǎng)等勢線與浸潤線交點或這一交點與下游水位的垂直高度 ，即。由于將土骨架與孔隙流體當(dāng)成一個整體，因此浸潤線以上的土重為土的壓實容重 γ ，浸潤線以下的土重即為飽和容重 。 當(dāng)浸水路堤的邊坡受到淘刷和波浪侵襲時，其路基標(biāo)高應(yīng)滿足路基設(shè)計規(guī)范，根據(jù)具體情況加強坡面和坡腳防護如護坡、導(dǎo)流丁壩、順壩等以保證邊坡的穩(wěn)定性。管涌可使路基變形、下沉或坍塌。其工作特點除了具有與普通路堤相同的各種自然條件外，還要受到水的浸泡、流水的沖刷和淘蝕。 2 巖體有平整規(guī)律結(jié)構(gòu)面 當(dāng)巖石中有層理、節(jié)理形成的有明顯規(guī)律的結(jié)構(gòu)面，傾向線路，傾角為 i 。 1 巖體完整情況 巖石主要結(jié)構(gòu)面傾角 i 小于摩擦角 , 則邊坡因巖石破壞而失穩(wěn)，垂直邊坡的極限高度可按下式估算 (926)式中 σ y ——巖石的單軸抗壓強度； γ ——巖石容重。但因結(jié)構(gòu)面上常有各種阻止相對位移的凹凸部分和影響強度的軟弱充填物，所以在分析結(jié)構(gòu)面以上土體的穩(wěn)定時，難度較大。水壓力 P 可按下式計算 圖916 塹頂開裂時的邊坡穩(wěn)定計算 (925) (二)碎石類土路塹 碎石類土路塹邊坡設(shè)計通常采用工程地質(zhì)法，根據(jù)土的成因、巖塊成分和大小、密實程度及其安息角，結(jié)合現(xiàn)場水文地質(zhì)條件和邊坡高度分析確定。此時邊坡穩(wěn)定計算中將不計張拉裂縫部分抗 滑力，即圓弧滑動面將由 AC 變?yōu)?AC′。當(dāng)路塹邊坡為幾層不同的土組成時，應(yīng)分別考慮其容重和強度進行計算?；蛘邚姆治霎?dāng)?shù)氐刭|(zhì)構(gòu)造、巖性、水文情況等找出其控制因素，據(jù)以設(shè)計坡率和推斷邊坡開挖后的穩(wěn)定程度。 (3)路塹邊坡設(shè)計方法 路塹邊坡設(shè)計主要是確定邊坡坡度?！ ? 邊坡的高度。包括黃土、膨脹土、軟土、多年凍土等。包括碎石（卵石）土、礫石土和塊石土。由于是開挖建造，地質(zhì)條件對路基的穩(wěn)定有決定性影響。因此河灘路堤、濱河跌堤及水庫路基都必順妥善解決刷防護問題，確保鐵路路基的安全、穩(wěn)定。當(dāng)坡面受地表水流沖蝕產(chǎn)生沖溝，表層溜坍或剝落時，均可采用砌石護坡。既防止坡面水流的洗蝕，又可防止風(fēng)化剝落。植物防護是一種施工簡單、費用低廉、保護生態(tài)的坡面防護措施。因此，對土質(zhì)和巖質(zhì)邊坡易自然營力作用破壞者，均應(yīng)加以防護。具體結(jié)構(gòu)和布置情況可參照第八章和有關(guān)設(shè)計手冊。 2 路基地下排水 地下水的存在和活動往往引起各種路基病害，包括浸濕軟化、凍脹及鹽漬化、潛蝕、流砂及液化。 地面排水設(shè)計原則一是水溝斷面要有足夠的過水能力；二是排水縱坡不宜小于 2 ‰；此外，還要做好防滲漏和防沖刷措施。 路基地面排水設(shè)計包括沿線排水系統(tǒng)和地面排水設(shè)備的設(shè)計。其穩(wěn)定性用直線破裂面方法分析?！? 填土邊坡的外層，一般選用堅硬而未風(fēng)化的石料填筑，心要時應(yīng)進行排砌，以增強其穩(wěn)定性。見圖 9 － 15 。 對于非均質(zhì)、邊界條件比較復(fù)雜以及地基性質(zhì)比較
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