【正文】 結(jié)論 本文概述的介紹了高速鐵路路基路基工程的特點(diǎn)、組成，特殊路基工程以及目前國(guó)內(nèi)外路基的現(xiàn)狀及發(fā)展，針對(duì)本論文設(shè)計(jì)地段的 工程地質(zhì)情況，重點(diǎn)論述和計(jì)算設(shè)計(jì)濕陷性黃土地基的處理。 復(fù)合地基的分層與天然地基相同，各復(fù)合土層的壓縮模量等于該層天然地基壓縮模量的 ζ倍。 樁體材料選 C20 水泥粉煤灰碎石。水泥粉煤灰碎石樁地基的骨料仍為碎石， 用摻入石屑的方法來(lái)改變顆粒級(jí)配：摻入粉煤灰來(lái)改善混合料的和易性，并利用其活性減少水泥用量；摻入少量水泥使其具有一定的粘結(jié)強(qiáng)度。 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 33 8）計(jì)算總沉降量 S。 4）確定壓縮層厚度滿(mǎn)足 szz ?? ? 的深度點(diǎn)可作為壓縮層的下限； 對(duì)于軟土則應(yīng)滿(mǎn)足 szz ?? ? ； 對(duì)一般建筑物可按下式計(jì)算 )( BbZ n ?? 。最后將各分層的沉降量總和起來(lái)即為地基的最終沉降量。 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 31 該方法只考慮地基的垂向變形，沒(méi)有考慮側(cè)向變形，地基的變形同室內(nèi)側(cè)限壓縮試驗(yàn)中的情況基本一致，屬一維壓縮問(wèn)題。 總之，土的壓縮性很大程度上取決于上部荷載與土中的孔隙 ( 包括土中的水 ) 。沉降預(yù)測(cè)方法以土的壓縮性為基礎(chǔ)。沉降是由土體壓縮引起的。線上任取一點(diǎn) O9，畫(huà)圓弧并均分滑塊，計(jì)算出每個(gè)土條的 αi及土條的面積 ωi，計(jì)算抗滑力 Ni及下滑力 T，在圓心處做豎直線，在豎直線左邊的土條下滑力表示為 T＇，利用公式T Tt a nK ? ??????? cLN＇計(jì)算出穩(wěn)定系數(shù) K 圖 10 圓心 O4處滑塊條分 表 49 圓心 O4斷面計(jì)算 分塊號(hào) a a 弧度 sina cosa 分塊面積 分塊重量 抗滑力 下滑力 Ti K 1 13 2 5 3 5 4 14 5 24 6 33 7 44 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 現(xiàn)求得四個(gè)圓心相應(yīng)的穩(wěn)定系數(shù)，用同一比例尺做 K K K K4聯(lián)成 K曲線，做圓心輔助線平行線切 K曲線于一切點(diǎn)，切點(diǎn)處做圓心輔助線的垂線，其長(zhǎng)度即為 Kmin 由圖可得 Kmin= 所以 3m 路堤邊坡穩(wěn)定性符合設(shè)計(jì)要求 8 54 ∑ 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 30 5. 地基沉降量計(jì)算 概述 土體在附加應(yīng)力作用下體積減少，進(jìn)而引起地表沉降。線上任取一點(diǎn) O6，畫(huà)圓弧并均分滑塊，計(jì)算出每個(gè)土條的 αi及土條的面積 ωi，計(jì)算抗滑力 Ni及下滑力 T，在圓心處做豎直線，在豎直線左邊的土條下滑力表示為 T＇，利用公式T Tt a nK ? ??????? cLN＇計(jì)算出穩(wěn)定系數(shù) K 圖 7 圓心 O1處滑塊條分 表 46 圓心 O1斷面計(jì)算 在 36176。 a 弧度 sina cosa 分塊面積 ωi 分塊重量 Q 抗滑力N 下滑力T T＇ K 1 26 2 15 3 5 4 5 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 現(xiàn)求得四個(gè)圓心相應(yīng)的穩(wěn)定系數(shù)，用同一比例尺做 K K K K4聯(lián)成 K曲線，做圓心輔助線平行線切 K曲線于一切點(diǎn)，切點(diǎn)處做圓心輔助線的垂線，其長(zhǎng)度即為 Kmin 圖 6 穩(wěn)定系數(shù)趨勢(shì)線 由圖可得 Kmin= 所以 3m路堤邊坡穩(wěn)定性符合設(shè)計(jì)要求 5 16 6 27 7 40 8 51 ∑ 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 2. 7m路堤穩(wěn)定性計(jì)算 取該斷面邊坡坡率為 1:，無(wú)砟軌道，軌道形式 CRTSI型板式無(wú)砟軌道，路堤高7m；則分布寬度為 ，道床厚度為 ，取填土容重為 19 kN/mm，內(nèi)摩擦角 φ=20176。 a 弧度 sina cosa 分塊面積 ωi 分塊重量 Q 抗滑力N 下滑力T T＇ K 1 17 2 7 3 7 4 3 5 10 6 17 7 23 8 30 9 38 10 46 ∑ 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 在 36176。 在 36176。 實(shí)際上，由于假定滑動(dòng)土體按圓 弧面滑動(dòng)，以及將滑動(dòng)體看作整體，土體中所采用的土的強(qiáng)度指標(biāo)不能完全反映實(shí)際情況，考慮一定的安全貯備，邊坡穩(wěn)定系數(shù)的最小值Kmin應(yīng)滿(mǎn)足 ~。∑Ti （ 44） Mr=∑Miy=Rsinθi （ 42） 其中 θi—— P點(diǎn)處的鉛垂線與滑面半徑 op的夾角（或 p點(diǎn)處圓弧的切線與水平線的夾角）； Ni—Wi在滑面 P點(diǎn)處的有效法向分量，它通過(guò)滑面的圓心 O,對(duì)滑動(dòng)圓心取 力矩時(shí)這個(gè)力的力矩為零，即對(duì)土體不起滑動(dòng)作用，但卻是決定滑面摩擦力大小的重要因素； 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 Ti—Wi在滑面 P點(diǎn)處的切向分量，它是滑動(dòng)土體的下滑力，圖 42所示； 應(yīng)當(dāng)注意，如以圖 41中通過(guò)圓心的鉛垂線 OV為界，則 OV線右側(cè)各土條的 Ti值對(duì)滑動(dòng)土體起下滑作用，計(jì)算時(shí)應(yīng)取正值； OV線左側(cè)個(gè)圖條的 Ti值對(duì)滑動(dòng)土體具有抗滑穩(wěn)定作用，計(jì)算時(shí)應(yīng)取負(fù)值。 圓弧條分法基本原理 圖 41為瑞典圓弧法簡(jiǎn)圖，其中 ABC為滑動(dòng)土體， AC為圓弧滑動(dòng)面。 穩(wěn)定系數(shù) 在平面賀圓弧滑動(dòng)面中，路基邊坡穩(wěn)定性檢算是根據(jù)邊坡土體的抗剪強(qiáng)度，對(duì)以設(shè)計(jì)的邊坡，假定若干個(gè)滑動(dòng)面，每個(gè)假定的滑動(dòng)面都有一個(gè)相應(yīng)的滑動(dòng)體，然后分析作用在假想滑動(dòng)體上的抗滑因素和滑動(dòng)因素，以其比值 K表示 ,K稱(chēng)為穩(wěn)定系數(shù)。因此路基邊坡設(shè)計(jì)是路基工程中十分重要的工作。 根據(jù)線路平面圖，本線路設(shè)計(jì)有左行車(chē)線 ,右行車(chē)線兩股道。因而，必須以保證土體穩(wěn)定為前題，根據(jù)填料的物理力學(xué)性質(zhì)、邊坡高度和基底的工程地質(zhì)條件等合理確定。 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 高速鐵路路基基床 基床， 路基面以下受到列車(chē)動(dòng)荷載作用和受水文，氣候四季變化影響的深 度范圍稱(chēng)為基床。 （ 2）滿(mǎn)足養(yǎng)護(hù)維修的需要。 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 3. 高 速鐵路路堤橫斷面設(shè)計(jì) 路基面形狀及寬度 當(dāng)鋪設(shè)軌道或路面的路基面高于天然地面時(shí)，路基以填筑方式構(gòu)成，這種路基成為路堤，如圖 31 所示。路拱形狀為三角形，由路基中心線向兩側(cè)設(shè)計(jì) 4﹪的人字排水坡。 線路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 統(tǒng)計(jì)指標(biāo) 液限 ωL /% 塑限 ωP /% 含水率ω/% 密度 /(g/m3) 比重Gs/(g/m3) Sr/% 孔隙率 e a12/MPa Es/ MPa δs 濕密度 r 干密度rd 樣品個(gè)數(shù) 35 46 46 56 56 57 50 51 56 56 42 最大值 最小值 3939 平均值 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 路基面是否需要設(shè)置路拱，應(yīng)根據(jù)基床填料的滲水性及水穩(wěn)性而定。地形起伏變化較大。 村莊附近不能采用重夯或強(qiáng)夯的濕陷性黃土 ， 采用二八灰土換 填 。 強(qiáng)夯處理完畢后 ， 最后兩擊平均夯沉量不大于 5 cm， 否則應(yīng)增加夯擊遍數(shù) 。m。 每遍時(shí)間間隔不小于 1 周 。 強(qiáng)夯采用主夯 、 副夯 、 全幅滿(mǎn)夯的次序進(jìn)行 。 最后下沉量 ( 最后兩擊平均下沉量 ) 不應(yīng)大于 20 mm， 以此作為控制夯停的標(biāo)準(zhǔn) 。 4）： 石屑粒徑 ～ 10mm，松散密度 t/m3，雜質(zhì)含量小于 5%。 2）：褥墊層材料 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 褥墊層材料宜用中砂、粗砂、碎石或級(jí)配砂石等。（ 2）施工前，對(duì)選用的水泥應(yīng)作初終凝時(shí)間、安定性和強(qiáng)度，作為生產(chǎn)控制和進(jìn)行配合比 設(shè)計(jì)的依據(jù)。 ,施工前應(yīng)具備下列資料和條件（ a）建筑物場(chǎng)地工程地質(zhì)勘察報(bào)告和必要的水文資料；（ b） CFG 樁布樁圖，并應(yīng)注明樁位編號(hào)，以及設(shè)計(jì)說(shuō)明和施工說(shuō)明；（ c）建筑物場(chǎng)地鄰近的高壓電纜、電話線、地下管線、地下構(gòu)筑物及障礙物等調(diào)查資料； （ d） 具備 “三通一平 ”條件。施工中 應(yīng)有專(zhuān)人負(fù)責(zé)質(zhì)量控制和監(jiān)測(cè)，并做好施工記錄。 地基處理方法 CFG樁法處理 濕陷性黃土 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 CFG樁 又稱(chēng)水泥粉煤灰碎石樁，由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂等混合料加水拌和形成高黏結(jié)請(qǐng)度樁，并由樁、樁間土和褥墊一起組成復(fù)合地基的地基處理方法。 同時(shí)用 50t拖碾振動(dòng)碾壓密實(shí) 。 用推土機(jī) ， 人工將溝底所有樹(shù)根 ， 雜草有機(jī)物及表土清除干凈 ， 坑穴要分層填至原地面 ， 不能隨意用推土機(jī)填平 。 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 6. 黃土路堤的邊坡易受到雨水沖刷 ， 施工防水非常重要 。 采用振動(dòng)壓路機(jī)時(shí) ， 第一遍不振動(dòng)靜壓 ， 然后先慢后快 ， 由弱振至強(qiáng)振 ， 在碾壓時(shí)需嚴(yán)格掌握土的含水量 ， 一般要求在最佳含水量 +2%～ 0%即可 ， 在大功率壓實(shí)機(jī)械的作用下 ，壓實(shí)效率會(huì)更好一些 。 路塹頂部靠山側(cè)要作好排水工程將地表水 、 地下水引入有防滲層的地溝中排走 。粉末性表明黃土粉末顆粒間的相互結(jié)合是不夠緊密的，所以每當(dāng)土層浸濕時(shí)或在重力作用的影響下，黃土層本身就失去了它的固結(jié)的性能，因而也就常常引起強(qiáng)烈的沉陷和變形。此外，當(dāng)黃土層中具有土壤層或黃土結(jié)核層時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致黃土層的透水性不良，甚至產(chǎn)生不透水層。這種說(shuō)法是有一定道理的。這樣水和空氣即沿著抵抗力最小的上下方向移動(dòng)，也就是說(shuō)沿著黃土的垂直管狀孔隙不斷地作升降運(yùn)動(dòng)并反復(fù)進(jìn)行，這就造成了黃土垂直節(jié)理發(fā)育的傾向。 ， 當(dāng)深厚的黃土層沿垂直節(jié)理劈開(kāi)后，所形成的陡峻而壯觀的黃土崖壁是黃土地區(qū)特有的景觀。所以在黃土地區(qū)進(jìn)行各種工程建設(shè)時(shí)，如果對(duì)黃土的特性不了解，往往會(huì) 給工程帶來(lái)嚴(yán)重的損失和破壞。中國(guó)西北的黃土高原是世界 上規(guī)模最大的黃土高原；華北的黃土平原也是世界上規(guī)模最大的黃土平原。間自西而東的條形地帶上，面積約 64 萬(wàn)平方公里。我國(guó)西北的黃土高原是世界上規(guī) 模最大的黃土高原，華北的黃土平原是世界上規(guī)模最大的黃土平原。 黃土是距今約 200 萬(wàn)年的第四紀(jì)時(shí)期形成的土狀堆積物。的內(nèi)陸沙漠盆地地區(qū)。其中黃河流域黃土面積為蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 317600 平方千米?！?45176。在黃土古土壤層下部的白色鈣質(zhì)淀積層常以結(jié)核形式表現(xiàn)出來(lái)。黃土的物理性質(zhì)表現(xiàn)為疏松、多孔隙，垂直節(jié)理發(fā)育，極易滲水，且有許多可溶性物質(zhì)，很容易被流水侵蝕形成溝谷，也易造成沉陷和崩塌。黃土的礦物成分有碎屑礦物、粘土礦物及自生礦物 3 類(lèi)。蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 1. 緒論 黃土的基本知識(shí) 黃土的基本屬性 黃土 :指的是在干燥氣候條件下形成的多孔性具有柱狀節(jié)理的黃色粉性土，濕陷性黃土受水浸濕后會(huì)產(chǎn)生較大的沉陷。它廣泛分布于北半球中緯度干旱和半干旱地區(qū)。黃土的化學(xué)成分以 SiO2 占優(yōu)勢(shì)，其次為 Al2O CaO，再次為 Fe2O MgO、 K2O 、 Na2O、 FeO、 TiO2和 MnO 等。中國(guó)北方新生代晚期土狀堆積物中常見(jiàn)有古土壤分布，尤以黃土高原地區(qū)黃土中最為普遍。中國(guó)黃土的分布區(qū)介于北緯 34176。中國(guó)黃土的總面積為380840 平方千米，黃土狀沉積的總面積為 254440 平方千米?！?45176。堆積起來(lái)的粉塵顆粒，由于生物化學(xué)風(fēng)化作用，發(fā)生次生碳酸鹽化形成黃土。其中以黃土高原地區(qū)最為集中，占中國(guó)黃土面積的 ％ ,一般厚 50～200 米（甘肅蘭州九洲臺(tái)黃土堆積厚度達(dá)到 336 米） ,發(fā)育了世界上最典型的黃土地貌?！?48176。 中國(guó)黃土的分布面積，比世界上任何一個(gè)國(guó)家都大，而且黃土地形在中國(guó)發(fā)育得最為完善，規(guī)模也最為宏大。典型的黃土為黃灰色或棕黃色的塵土和粉沙細(xì)粒組成，質(zhì)地均一，以手搓之易成粉末，含多量鈣質(zhì)或黃土結(jié)核，多孔隙，有顯著的垂直節(jié)理，無(wú)層理，在干燥時(shí)較堅(jiān)硬，一被流水浸濕，通常容易剝落和遭受侵蝕，甚至發(fā)生坍陷。典型的黃土孔隙度較高，而黃土狀巖石的孔隙度較低。目前較多的人認(rèn)為，垂直節(jié)理的形成主要是由于黃土在堆積加厚的過(guò)程中受重力的影響，土粒間的上下間距變得愈來(lái)愈緊密，而土粒間的左右間距卻保持原狀不變。如今，有人提出黃土無(wú)論是風(fēng)成的，還是水成的都應(yīng)具有層理，其層理之所以不明顯，主要