試題和參考答案《路基路面工程》路基工程部分.doc
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1、 第一章 課程簡介與公路建設(shè)發(fā)展 試題: 一、名詞解釋 1、公路工程。 2、公路組成。 二、選擇題 1、公路路基是路面的基礎(chǔ),是公路工程的重要組成部分,路基必須主要具有足夠的( )。 a、強(qiáng)度;b、穩(wěn)定性;c、剛度;d、耐久性。 2、公路路面時(shí)直接承受交通荷載、大氣溫度及雨水作用的結(jié)構(gòu),應(yīng)具有良好的穩(wěn)定性和足夠的強(qiáng)度、剛度,其表面還應(yīng)滿足( )的要求。 a、平整;b、耐磨;c、抗滑;d、排水。 3、土基路床分為上路床、下路床,其層位厚度上、下路床為( )。 a、30cm、80cm;b、30cm、50cm;c、80cm、70cm;
2、d、80cm、150cm。 三、判斷題(正確√;錯(cuò)誤) 1、面層分為表面層( )。 2、面層分為上面層、中面層、下面層( )。 3、基層分為上基層、下基層及底基層( )。 4、土基分為路床、路堤( )。 5、土基路堤分為上路堤、中路堤、下路堤( )。 四、簡答題 1、簡述路面分層主要分幾層? 五、論述題 1、論述國家高速公路網(wǎng)布局規(guī)劃中“79186”代表意義?其中“6”代表的具體內(nèi)容? -------------------- 參考答案: 一、名詞解釋 1、公路工程是道路工程的一個(gè)方面,它和城市道路工程、機(jī)場工程以及其它的專用公路等同屬于道路工程的不同
3、分支。 2、公路由路基路面體、邊坡及防護(hù)、排水系統(tǒng)、防撞欄柵、交通標(biāo)志標(biāo)線及控制管理設(shè)備、通訊纜線、橋梁隧道等組成。 二、選擇題 1、abd;2、acd;3、b。 三、判斷題(正確√;錯(cuò)誤) 1、;2、√;3、√;4、√;5、。 四、簡答題 1、面層、基層、底基層、路基(含墊層)。 五、論述題 1、“79186”中的“7”代表的是以北京為中心的7放射線,“9”代表的是南北縱(經(jīng)線),“18”代表的是東西橫線(緯線),“6”代表的是地區(qū)環(huán)線。 “6”代表的是沈陽環(huán)線、杭州灣環(huán)線、成都環(huán)線、臺(tái)灣環(huán)線、珠江三角洲環(huán)線和海南環(huán)線。
4、 第二章 總論 試題: 一、名詞解釋 1、公路自然區(qū)劃中一級(jí)區(qū)劃。 2、路基。 3、路面。 4、墊層。 5、路面等級(jí)的劃分。 二、選擇題 1、公路用土按不同的工程特性劃分為( )四大類,并細(xì)分為11種土。 a、巨粒土;b、粗粒土;c、細(xì)粒土;d、特殊土。 2、利用( )等無機(jī)結(jié)合料修筑半剛性路面,半剛性路面結(jié)構(gòu)目前已廣泛用于高等級(jí)公路與城市道路,成為一種主要的結(jié)構(gòu)型式。 a、改性土;b、石灰;c、水泥;d、工業(yè)廢渣。 3、我國公路自然區(qū)劃圖制定主要依據(jù)我國劃分自然區(qū)劃的目的和原則進(jìn)行,該區(qū)劃是根據(jù)以下( )原則制定的
5、。 a、道路工程特征相似的原則;b、地表氣候區(qū)劃差異性的原則; c、自然氣候因素既有綜合又有主導(dǎo)作用的原則;d、主要考慮b和c。 4、路基干濕類型劃分的方法中,土基干濕類型可分為( )四種。 a、干燥;b、中濕;c、潮濕;過濕。 5、在路基頂面鋪筑面層結(jié)構(gòu),沿橫斷面方向由行車道、硬路肩和土路肩所組成。路面橫斷面的形式隨道路等級(jí)的不同,可選擇不同的型式,通常分為。 a、槽式橫斷面;b、凸式橫斷面;c、全鋪式橫斷面;、半鋪式橫斷面。 6、路面類型可以從不同的角度來劃分,一般按面層所用的材料區(qū)別,可以分為水泥混凝土路面、瀝青路面、砂石路面等;在工程設(shè)計(jì)中,主要從路面結(jié)構(gòu)的
6、力學(xué)特性和設(shè)計(jì)方法的相似性出發(fā),將路面劃分為( )類。 a、柔性路面;b、剛性路面;c、半剛性路面;d、土石路面。 三、判斷題(正確√;錯(cuò)誤) 1、路基濕度除了水的來源之外,另一個(gè)重要因素是受當(dāng)?shù)卮髿鉂穸鹊挠绊?。由于濕度與溫度變化對(duì)路基產(chǎn)生的共同影響稱為路基的水溫狀況( )。 2、對(duì)于滲透性較高的砂性土以及滲透性很低的粘性土,水分都不容易積聚,因此不易發(fā)生凍脹和翻漿( )。 3、路基最小填土高度是指為保證路基穩(wěn)定,根據(jù)土質(zhì)、氣候和水文地質(zhì)條件,所規(guī)定的路肩邊緣距原地面的最小高度( )。 4、修筑墊層的材料,強(qiáng)度要求不一定高,但水穩(wěn)定性和隔溫性能要好。
7、( ) 5、常用的墊層材料分為兩類,一類是由松散粒料,如砂、礫石、爐渣等組成的穩(wěn)定類透水性墊層。另一類是用水泥或石灰穩(wěn)定土等修筑的透水性墊層。( ) 四、簡答題 1、簡述路基強(qiáng)度與穩(wěn)定性? 2、簡述路面使用性能? 3、簡述路面結(jié)構(gòu)分層及層位功能? 五、論述題 1、論述路基與路面的作用? 2、論述我國自然區(qū)劃的劃分內(nèi)容? -------------------- 參考答案: 一、名詞解釋 1、我國現(xiàn)行的《公路自然區(qū)劃標(biāo)準(zhǔn)》中,一級(jí)區(qū)劃分為7個(gè)。 2、路基是在天然地表面按照道路的設(shè)計(jì)線形(位置)和設(shè)計(jì)橫斷面(幾何尺寸)的要求開挖或堆填而成的
8、巖土結(jié)構(gòu)物。 3、路面是在路基頂面的行車部分用各種混合料鋪筑而成的層狀結(jié)構(gòu)物。 4、墊層介于土基與基層之間,它的功能是改善土基的濕度和溫度狀況,以保證面層和基層的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性不受土基水溫狀況變化所造成的不良影響。另一方面的功能是將基層傳下的車輛荷載應(yīng)力加以擴(kuò)散,以減小土基產(chǎn)生的應(yīng)力和變形。同時(shí)也能阻止路基土擠入基層中,影響基層結(jié)構(gòu)的性能。 5、通常按路面面層的使用品質(zhì),材料組成類型以及結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和穩(wěn)定性,將路面分為四個(gè)等級(jí):高級(jí)路面、次高級(jí)路面、中級(jí)路面、低級(jí)路面。 二、選擇題 1、abcd;2、bcd;3、abc;4、abcd;5、ac;6、abc。 三、判斷題(正確√;錯(cuò)誤
9、) 1、√;2、√;3、√;4、√;5、。 四、簡答題 1、評(píng)價(jià)路基強(qiáng)度和穩(wěn)定性的指標(biāo)是土的回彈模量;在施工中為保證達(dá)到規(guī)定的強(qiáng)度,研究了土的最佳含水量與最大密實(shí)度的關(guān)系,并且統(tǒng)一以重型擊實(shí)試驗(yàn)法作為基本控制標(biāo)準(zhǔn);提高路基強(qiáng)度和穩(wěn)定性的措施。 2、路面的平整度、破損程度、承載能力及抗滑性能是路面使用性能的重要方面。 3、行車荷載和自然因素對(duì)路面的影響,隨深度的增加而逐漸減弱。因此,對(duì)路面材料的強(qiáng)度、抗變形能力和穩(wěn)定性的要求也隨深度的增加而逐漸降低。為了適應(yīng)這一特點(diǎn),路面結(jié)構(gòu)通常是分層鋪筑的,按照使用要求、受力狀況、土基支承條件和自然因素影響程度的不同,分成若干層次。通常按照各個(gè)層位功
10、能的不同,劃分為三個(gè)層次,即面層、基層和墊層。 五、論述題 1、路基的作用:路基是路面結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ),堅(jiān)強(qiáng)而又穩(wěn)定的路基為路面結(jié)構(gòu)長期承受汽車荷載提供了重要的保證。路面的作用:路面結(jié)構(gòu)對(duì)路基起保護(hù)作用,使之避免直接經(jīng)受車輛和大氣的破壞作用,長期處于穩(wěn)定狀態(tài)。 2、為使自然區(qū)劃便于在實(shí)踐中應(yīng)用,結(jié)合我國地理、氣候特點(diǎn),將全國的公路自然區(qū)劃分為三個(gè)等級(jí)。首先將全國劃分為多年凍土、季節(jié)凍土和全年不凍土三大地帶,然后根據(jù)水熱平衡和地理位置,劃分為凍土、濕潤、干濕過渡、濕熱、潮暖和高寒七個(gè)大區(qū)。 一級(jí)區(qū)劃:根據(jù)不同地理、氣候、構(gòu)造、地貌界限的交錯(cuò)和疊合,將我國分為七個(gè)一級(jí)區(qū)劃。即: Ⅰ區(qū)—北部多
11、年凍土區(qū);Ⅱ區(qū)—東部溫潤季凍區(qū);Ⅲ區(qū)—黃土高原干濕過渡區(qū);Ⅳ區(qū)—東南濕熱區(qū);Ⅴ區(qū)—西南潮濕區(qū);Ⅵ區(qū)—西北干旱區(qū);Ⅶ區(qū)—青藏高寒區(qū)。 二級(jí)區(qū)劃:二級(jí)區(qū)劃仍以氣候和地形為主導(dǎo)因素,以潮濕系數(shù)K為主的一個(gè)標(biāo)志體系。潮濕系數(shù)K值為年降水量與年蒸發(fā)量之比。根據(jù)二級(jí)區(qū)劃的主導(dǎo)因素與標(biāo)志,在全國七個(gè)一級(jí)自然區(qū)劃內(nèi)又分為33個(gè)二級(jí)區(qū)和19個(gè)副區(qū)(亞區(qū)),共有52個(gè)二級(jí)自然區(qū)。它們的名稱見下所列。 三級(jí)區(qū)劃:三級(jí)區(qū)劃是二級(jí)區(qū)劃的進(jìn)一步劃分。三級(jí)區(qū)劃的方法有兩種,一種是按照地貌、水文和土質(zhì)類型將二級(jí)自然區(qū)進(jìn)一步劃分為若干類型單元;另一種是繼續(xù)以水熱、地理和地貌等為標(biāo)志將二級(jí)區(qū)劃細(xì)分為若干區(qū)劃。各地可根據(jù)當(dāng)
12、地的具體情況選用。 第三章 路基環(huán)境因素與力學(xué)性質(zhì) 試題: 一、名詞解釋 1、路基工作區(qū)。 2、土基回彈模量。 3、地基反應(yīng)模量。 4、加州承載比(CBR)。 5、路基沉陷。 6、路基地基沉陷。 7、路基溜方。 8、路基滑坡。 9、路塹邊坡滑坡。 10、路塹邊坡碎落和崩坍。 11、路基沿山坡滑動(dòng)。 12、路基的大規(guī)模破壞。 二、選擇題 1、土基中的毛細(xì)水上升高度取決于( )。 a、路基土質(zhì);b、路基回彈摸量;c、土基壓實(shí)度;d、土基含水
13、量。 2、在地基反應(yīng)模量K的測定中,承載板直徑的大小對(duì)K值有一定的影響,直徑越小,K值越大。但是由試驗(yàn)得知,當(dāng)承載板直徑大于76cm時(shí),K值的變化很小,因此規(guī)定以直徑為76cm的承載板為標(biāo)志。當(dāng)采用直徑為30cm的承載板測定時(shí),可按( )進(jìn)行修正。 a、K76 =0.2K30;b、K76 =0.3K30; c、K76 =0.4K30; d、K76 =0.5K30。 3、地基反應(yīng)模量與回彈模量的關(guān)系,如果只考慮回彈彎沉,則可以得到地基回彈反應(yīng)模量KR,通常KR與總彎沉對(duì)應(yīng)的地基反應(yīng)模量K之間有 ( ) 關(guān)系。 a、KR=K;b、KR=1.77K;c、KR=2K
14、;d、KR=3K。 三、判斷題(正確√;錯(cuò)誤) 1、路基承載能力采用一定應(yīng)力級(jí)位下抵抗變形的能力來表征,用于表征土基承載力的參數(shù)指標(biāo)有回彈模量、地基反應(yīng)模量和加州承載比(CBR)等。( ) 2、在實(shí)際土基回彈模量測定中,剛性承載板應(yīng)用較多,因?yàn)樗膿隙纫子跍y量,壓力不容易控制。( ) 3、承載板直徑的大小對(duì)地基反應(yīng)模量值有影響,承載板直徑的大小對(duì)地基反應(yīng)模量值有一定的影響,直徑越大,其值越小。( ) 4、路基發(fā)生變形、破壞的主要原因中,地質(zhì)條件是影響路基工程質(zhì)量和產(chǎn)生病害的基本前提,水是造成路基病害的主要原因。( ) 四、簡答題 1、簡述路基工作區(qū)深度的計(jì)算與技術(shù)要求。
15、 2、簡述路基土的變形類型及過大的變形引起的危害。 3、簡述地基反應(yīng)模量的測定? 4、簡述路基發(fā)生變形、破壞的主要原因? 五、論述題 1、論述路基受力狀況。 2、論述路基土的應(yīng)力-應(yīng)變特性——壓入承載板試驗(yàn)? 3、論述土基的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系中模量的種類。 4、論述土基承受著車輪荷載的多次重復(fù)作用? -------------------- 參考答案: 一、名詞解釋 1、在路基某一深度處,當(dāng)車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1/10-1/5時(shí),該深度范圍內(nèi)的路基稱為路基工作區(qū)。在工作區(qū)范圍內(nèi)的路基,對(duì)于支承路面結(jié)構(gòu)和車輪荷載影響較大,
16、在工作區(qū)范圍以外的路基,影響逐漸減少。 2、以回彈模量表征土基的承載能力,可以反映土基在瞬時(shí)荷載作用下的可恢復(fù)變形性質(zhì),因而可以應(yīng)用彈性理論公式描述荷載與變形之間的關(guān)系。為了模擬車輪印跡的作用,通常都以圓形承載板壓入土基的方法測定回彈模量。有兩種承載板可以用于測定土基回彈模量,即柔性壓板和剛性壓板。 3、以回彈模量表征土基的承載能力,可以反映土基在瞬時(shí)荷載作用下的可恢復(fù)變形性質(zhì),因而可以應(yīng)用彈性理論公式描述荷載與變形之間的關(guān)系。為了模擬車輪印跡的作用,通常都以圓形承載板壓入土基的方法測定回彈模量。有兩種承載板可以用于測定土基回彈模量,即柔性壓板和剛性壓板。 4、用溫克勒地基模型描述土基工
17、作狀態(tài)時(shí),用地基反應(yīng)模量表征土基的承載力。根據(jù)溫克勒地基假定,土基頂面任一點(diǎn)的彎沉,僅同作用于該點(diǎn)的垂直壓力成正比,而與其相鄰點(diǎn)處的壓力無關(guān)。 5、加州承載比是早自由美國加利福尼亞州提出的一種評(píng)定土基及路面材料承載能力的指標(biāo)。承載能力以材料抵抗局部荷載壓入變形的能力表征,并采用高質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)碎石為標(biāo)準(zhǔn),以它們的相對(duì)比值表示CBR值。 6、路基表面在垂直方向產(chǎn)生較大的沉落。路基的沉陷一般為不均勻的沉陷。路基沉陷主要有兩種情況,一是路基本身的壓縮沉降;二是由于路基下部天然地面承載能力不足,在路基自重的作用下引起沉陷或向兩側(cè)擠出而造成的。路基的沉陷一般主要是由于填料選擇不當(dāng),填筑方法不合理,壓實(shí)不足
18、,在荷載和水、溫度綜合作用下引起的。 7、指原天然地面有軟土、泥沼或不密實(shí)的松土存在,承載能力極低,路基修筑前未經(jīng)處理,在路基自重作用下,地基下沉或向兩側(cè)擠出,引起路基下陷。 8、由于少量土體沿土質(zhì)邊坡向下移動(dòng)所形成,溜方通常指的是邊坡上表面薄層土體下溜,主要是由于流動(dòng)水沖刷邊坡或施工不當(dāng)而引起的。 9、一部分土體在重力作用下沿某一滑動(dòng)面滑動(dòng),滑坡主要是由于土體的穩(wěn)定性不足引起的。路堤邊坡坡度過陡,或邊坡坡腳被沖刷掏空,或填土層次安排不當(dāng)是路堤邊坡發(fā)生滑坡的主要原因。 路塹邊坡高度和坡度與天然巖石層次的性質(zhì)不相適應(yīng)。粘性土層和蓄水的砂石層交替分層蘊(yùn)藏,特別是有傾向于路塹方向的斜坡層
19、理存在時(shí),就容易造成滑動(dòng)。 10、剝落和碎落是指路塹邊坡風(fēng)化巖層表面,在大氣溫度和濕度的交替作用下,以及雨水沖刷和動(dòng)力作用下,表層巖石從坡面上剝落下來,向下滾落。大塊巖石脫離坡面沿邊坡滾落稱為崩塌。 11、在較陡的山坡上填筑路基,如果原有地面較光滑,未作必要的處理,如未進(jìn)行鑿毛或人工開挖臺(tái)階,或叢草未清除,坡腳又未進(jìn)行必要的支撐,特別是在受到水的浸潤后,填方路基與原地面之間摩擦阻力減小,路基整體或局部沿地面向下移動(dòng)。 12、不良地質(zhì)水文條件造成的路基大規(guī)模破壞,公路通過不良地質(zhì)水文地區(qū),或遭受較大的自然災(zāi)害作用,如巨型滑坡、泥石流、地震及特大暴雨等,均能導(dǎo)致路基的大規(guī)模破壞。 二
20、、選擇題 1、ac;2、c;3、abcd。 三、判斷題(正確√;錯(cuò)誤) 1、√;2、;3、;4、√。 四、簡答題 1、路基工作區(qū)深度Za可以用下式計(jì)算: 式中:Za—路基工作區(qū)深度,m;P—一側(cè)輪重荷載,kN;K—系數(shù),取K=0.5;n—系數(shù),n=5-10。 路基工作區(qū)內(nèi),土基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性對(duì)保證路面結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和穩(wěn)定性極為重要,對(duì)工作區(qū)范圍內(nèi)的土質(zhì)選擇,路基的壓實(shí)度應(yīng)提出較高的要求。當(dāng)工作區(qū)深度大于路基填土高度時(shí),行車荷載的作用不僅施加于路堤,而且施加于天然地基的上部土層,因此,天然地基上部土層和路堤應(yīng)同時(shí)滿足工作區(qū)的要求,均應(yīng)充分壓實(shí)。 2、路基土的變形包括彈性變形
21、和塑性變形兩部分。 過大的塑性變形將導(dǎo)致各種瀝青面層產(chǎn)生車轍和縱向不平整,對(duì)于水泥混凝土路面,路基土的塑性變形將引起板塊斷裂。彈性變形過大將使得瀝青面層和水泥混凝土面板產(chǎn)生疲勞開裂。 在路面結(jié)構(gòu)總變形中,土基的變形占很大部分,約占70%-95%,所以提高路基土的抗變形能力是提高路基路面結(jié)構(gòu)整體強(qiáng)度和剛度的重要方面。 3、地基反應(yīng)模量值用承載板試驗(yàn)確定。承載板的直徑規(guī)定為76cm。測定方法與回彈模量測定方法相類似,但是采取一次加載到位的方法,施加荷載的量值根據(jù)不同的工程對(duì)象,有兩種方法供選用。當(dāng)?shù)鼗^為軟弱時(shí),用0.127cm的彎沉量控制承載板的荷載。因?yàn)橥ǔG闆r下混凝土路面板的彎沉不
22、會(huì)超出這一范圍。假如地基較為堅(jiān)實(shí),彎沉值難以達(dá)到0.127cm時(shí),則用另一種控制方法,以單位壓力p=70kPa控制承載板的荷載。這也是考慮到混凝土路面下土基承受的壓力通常不會(huì)超過這一范圍。 4、歸納為幾個(gè)方面:不良的工程地質(zhì)與水文地質(zhì)條件;不利的水文與氣候因素;設(shè)計(jì)不合理;施工不符合有關(guān)規(guī)定。 五、論述題 1、路基承受著路基自重和汽車輪重這兩種荷載。在兩種荷載共同作用下,在一定深度范圍內(nèi),路基土處于受力狀態(tài)。正確的設(shè)計(jì)應(yīng)使得路基所受的力在路基彈性限度范圍內(nèi),而當(dāng)車輛駛過后,路基能恢復(fù)原狀,路面不引起破壞。 路基土在車輪荷載作用下引起的垂直應(yīng)力σZ可用下列近似公式計(jì)算: 式中
23、:p—車輪荷載換算的均布荷載,kN/m2;D—圓形均布荷載作用面積的直徑,m;Z—圓形均布荷載中心下應(yīng)力作用點(diǎn)的深度,m。 路基土本身自重在路基內(nèi)深度為Z處所引起的垂直壓應(yīng)力σB可按下式計(jì)算: σB = γZ 式中:γ —土的容重,kN/m3。 雖然路面結(jié)構(gòu)材料的容重比路基土的容重略大,但是結(jié)構(gòu)層的厚度相對(duì)于路基某一深度而言,這個(gè)差別可以忽略,仍可視作為均質(zhì)土體。 路基內(nèi)任一點(diǎn)處的垂直應(yīng)力包括車輪荷載引起的σZ和由土基自重引起的σB,兩者共同作用,參見圖示。 2、提高路基土的抗變形能力是非常重要的,路基土的變形類型及過大的變形將引起路基的危害??梢娏私馔恋膽?yīng)力-應(yīng)變特性曲
24、線特征意義重大。壓入承載板試驗(yàn)是研究土基應(yīng)力-應(yīng)變特性最常用的一種方法。這種方法是以一定尺寸的剛性板置于土基頂面,逐級(jí)加荷卸荷,記錄施加于承載板上的荷載及由該荷載所引起的沉降變形,根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果,可繪出土基頂面壓力與回彈變形的關(guān)系曲線。土基應(yīng)力-應(yīng)變的非線形特性可以由三軸壓縮試驗(yàn)確定與認(rèn)證。 3、盡管土基的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系如此復(fù)雜,但是在評(píng)定土基應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)以及設(shè)計(jì)路面時(shí)通常仍然用模量E來表征。最簡單的方法是采用局部線形化的方法,即在曲線的某一個(gè)微小線段內(nèi),近似地將它視為直線,以它的斜率作為模量值。按照應(yīng)力-應(yīng)變曲線上應(yīng)力取值方法的不同,模量有以下幾種如圖示: 初始切線模量:應(yīng)力值為零
25、時(shí)的應(yīng)力-應(yīng)變曲線的斜率,如圖中的①所示; 切線模量:某一應(yīng)力級(jí)位處-應(yīng)變曲線的斜率,如圖中的②所示; 割線模量:以某一應(yīng)力值的曲線上的點(diǎn)同起始點(diǎn)相連的割線的斜率,如圖中的③所示; 回彈模量:應(yīng)力卸除階段,應(yīng)力-應(yīng)變曲線的割線模量,如圖中的④所示。 前三種模量中的應(yīng)變值包含殘余應(yīng)變和回彈應(yīng)變,而回彈模量則僅包含回彈應(yīng)變,它部分地反映了土的彈性性質(zhì)。 4、每一次荷載作用之后,回彈應(yīng)變即時(shí)消失,而塑性應(yīng)變則不能消失,殘留在土基中。隨著作用次數(shù)的增加,產(chǎn)生塑性應(yīng)變的積累,總應(yīng)變量逐漸增大。最終會(huì)導(dǎo)致兩種不同的情況,一種情況是土體逐漸加密,土體顆粒之間進(jìn)一步靠攏,每一次加載產(chǎn)生的塑
26、性應(yīng)變愈來愈小,直至穩(wěn)定,這種情況下不致形成土基的整體性剪切破壞;另一種情況是荷載的重復(fù)作用造成了土體的破壞,每一次加載作用在土體中產(chǎn)生了逐步發(fā)展的剪切變形,形成能引起土體整體破壞的剪裂面,最終達(dá)到破壞階段。 第四章 一般路基設(shè)計(jì) 試題: 一、名詞解釋 1、路基寬度。 2、路基高度。 3、邊坡坡率。 4、擊實(shí)試驗(yàn)。 5、壓實(shí)度。 二、選擇題 1、路床是路面的基礎(chǔ),是指路面底面以下80cm范圍內(nèi)的路基部分,承受由路面?zhèn)鱽淼暮奢d,在結(jié)構(gòu)上分為上路床(0-30cm)及下路床( )兩層。 a、30-80cm;b、30-50cm;c、30-150cm;d、
27、80-150cm。 2、路堤是指全部用巖石或土填筑而成的路基,路床以下的路堤分上、下兩層,路面底面以下( )范圍的填土部分為上路堤,上路堤以下的填方部分為下路堤。 a、30-150cm;b、80-150cm;c、30-80cm;d、30-150cm。 3、行車道寬度主要取決于車道數(shù)和每條行車道的寬度,一般每個(gè)車道寬度為( )。 a、3.50m;b、3.75m;c、3.50-3.75m;d、3.00-3.50m。 4、從路基的工作狀態(tài)分析,路基頂面約( )范圍內(nèi)的土層,較強(qiáng)烈地感受到行車荷載的反復(fù)作用以及水溫的反復(fù)干濕和凍融作用。 a、30
28、cm;b、80cm;c、150cm;d、300cm。 三、判斷題(正確√;錯(cuò)誤) 1、公路路基是路面的基礎(chǔ),它承受著本身土體的自重和路面結(jié)構(gòu)的重量,同時(shí)還承受由路面?zhèn)鬟f下來的行車荷載,所以路基是公路的承重主體。( ) 2、由于填挖情況的不同,路基橫斷面的典型形式,可歸納為路堤、路塹、填挖結(jié)合的半填半挖及零填零挖等四種類型。( ) 3、高速公路和一級(jí)公路的路堤,在地震地區(qū)應(yīng)參照《公路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定設(shè)計(jì)邊坡,當(dāng)?shù)卣鸹玖叶?、8和9時(shí),應(yīng)放緩邊坡坡度。( ) 4、分層壓實(shí)的路基頂面能防止水分干濕作用引起的自然沉陷和行車荷載反復(fù)作用產(chǎn)生的壓密變形,確保路面的使用品質(zhì)和使
29、用壽命。( ) 5、壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)中,輕型擊實(shí)標(biāo)準(zhǔn)的壓實(shí)度主要用于鋪筑中級(jí)或低級(jí)路面的三、四級(jí)公路。( ) 四、簡答題 1、簡述一般路基設(shè)計(jì)要求? 2、路堤按其所處的條件及加固類型分為幾種型式? 3、一般路基設(shè)計(jì)主要包括的內(nèi)容? 五、論述題 1、論述路塹的概念及類型? 2、論述壓實(shí)土的特性? 3、影響路塹邊坡穩(wěn)定的因素。 -------------------- 參考答案: 一、名詞解釋 1、路基寬度為行車道路面及兩側(cè)路肩寬度之和。技術(shù)等級(jí)高的公路,設(shè)有中間帶、路緣石、變速車道、爬坡車道、緊急停車帶等,均應(yīng)包括在路基寬度范圍內(nèi)。 2、路基高度是指路堤的填筑高度和路
30、塹的開挖深度,是路基設(shè)計(jì)標(biāo)高與地面標(biāo)高之差。由于原地面沿橫斷面方向往往是傾斜的,因此在路基寬度范圍內(nèi),兩側(cè)的高差常有差別。路基高度是指路基中心線處設(shè)計(jì)標(biāo)高與原地面標(biāo)高之差。而路基兩側(cè)邊坡的高度是指填方坡腳或挖方坡頂與路基邊緣的相對(duì)高差。所以路基高度有中心高度和邊坡高度之分。 3、可用邊坡高度H與邊坡寬度b之比值表示,并取H=1,H:b=1:0.5 (路塹邊坡)或1:1.5(路堤邊坡),通常用1:n(路塹)或1:m(路堤)表示其坡率,稱為邊坡坡率。 4、路基土壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)按重型、輕型兩種標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)方法確定。重型擊實(shí)試驗(yàn)方法的壓實(shí)功能相當(dāng)于12-15t壓路機(jī)的碾壓效果。輕型擊實(shí)試驗(yàn)方法的壓實(shí)功
31、能相當(dāng)于6-8t壓路機(jī)的碾壓效果,因而其最大密實(shí)度比重型標(biāo)準(zhǔn)約小6%-12%,最佳含水量約大2%-8%。 5壓實(shí)度是以應(yīng)達(dá)到的干密度絕對(duì)值與標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)法得到的最大干密度之比值的百分率表征。 二、選擇題 1、a;2、b;3、c;4、c。 三、判斷題(正確√;錯(cuò)誤) 1、√;2、√;3、;4、√;5、√。 四、簡答題 1、一般路基通常是指在正常的地質(zhì)和水文等條件下,填土高度或挖方深度小于規(guī)范規(guī)定值的路基。根據(jù)長期的生產(chǎn)實(shí)踐和科學(xué)研究總結(jié),這類路基已有了成熟的設(shè)計(jì)方法,擬定了典型的橫斷面圖。因此,設(shè)計(jì)此類路基可比照當(dāng)?shù)氐匦巍⒌刭|(zhì)等情況,直接套用標(biāo)準(zhǔn)橫斷面圖,而不必進(jìn)行個(gè)別設(shè)計(jì)和驗(yàn)算。對(duì)于
32、超過規(guī)范規(guī)定的高填、深挖路基,以及地質(zhì)和水文等條件特殊的路基,為確保路基具有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性,需要進(jìn)行個(gè)別設(shè)計(jì)和驗(yàn)算。 2、路堤按其所處的條件及加固類型的不同可分為:a)矮路堤、b)一般路堤、c)浸水路堤、d)護(hù)腳路堤及e)挖溝填筑路堤等型式見下圖。 3、一般路基設(shè)計(jì)主要包括:選擇路基斷面形式,確定路基寬度與路基高度;選擇路堤填料與壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn);確定邊坡形狀與坡度;路基排水系統(tǒng)布置和排水結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);坡面防護(hù)與加固設(shè)計(jì);附屬設(shè)施設(shè)計(jì)。 五、論述題 1、低于原地面的挖方路基稱為路塹。下圖是挖方路塹的幾種常見橫斷面形式,有a)全挖路基、b)臺(tái)口式路基及c)半山洞路基。 2、土的壓實(shí)效
33、果同壓實(shí)時(shí)的含水量有關(guān)。存在一最佳含水量,在此含水量條件下,采用一定的壓實(shí)功能可以達(dá)到最大壓實(shí)度,獲得最經(jīng)濟(jì)的壓實(shí)效果。最佳含水量是一相對(duì)值,隨壓實(shí)功能的大小和土的類型而變化。所施加的壓實(shí)功能大,壓實(shí)土的細(xì)粒含量越少,最佳含水量越小,而最大密實(shí)度越高。 3、影響路塹邊坡穩(wěn)定的因素較為復(fù)雜,除了路塹深度和坡體土石的性質(zhì)外,地質(zhì)構(gòu)造特征、巖石的風(fēng)化和破碎程度、土的成因類型、地面水和地下水的影響、坡面的朝向以及當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件等都會(huì)影響路塹邊坡的穩(wěn)定性,在邊坡設(shè)計(jì)時(shí)必須綜合考慮之。 第五章 路基
34、穩(wěn)定性分析計(jì)算與設(shè)計(jì) 試題: 一、名詞解釋 1、邊坡穩(wěn)定性分析時(shí)的直線破裂面法。 2、邊坡穩(wěn)定性分析時(shí)的圓弧破裂面法。 3、邊坡穩(wěn)定性分析時(shí)汽車荷載當(dāng)量換算。 4、邊坡穩(wěn)定性分析時(shí)數(shù)解法。 5、邊坡穩(wěn)定性分析時(shí)圖解或表解法。 6、邊坡穩(wěn)定性分析時(shí)工程地質(zhì)法。 7、陡坡路堤及穩(wěn)定性。 8、浸水路堤。 二、選擇題 1、邊坡穩(wěn)定性分析邊坡輪廓的取值,對(duì)于折線形或階梯形路堤邊坡,一般可取平均值,例如圖中?。? )。 a、CAB線;b、AB線;c、CDEB線;d、ADEB線。 2、邊坡穩(wěn)定性分析邊坡輪廓的取值,對(duì)于路塹邊坡,一般可?。? )。 a、
35、坡頂點(diǎn)和坡頂點(diǎn)的連線;b、坡腳點(diǎn)和坡頂點(diǎn)的連線; c、坡腳點(diǎn)和坡腳點(diǎn)的連線;d、邊坡輪廓線。 3、為了較快地找到極限滑動(dòng)面,減少試算工作量,根據(jù)經(jīng)驗(yàn),極限滑動(dòng)圓心在一條線上,該線即是圓心輔助線,確定圓心輔助線可以采用( )。 a、4.5H法;b、36線法;c、4.5H法或36線法;d、無。 4、浸水路堤的穩(wěn)定性,應(yīng)按路堤最不利的情況進(jìn)行邊坡穩(wěn)定性分析,其破壞一般發(fā)生在最高洪水位( )的時(shí)候。 a、驟然升高;b、穩(wěn)定;c、驟然降落;d、不穩(wěn)定。 三、判斷題(正確√、錯(cuò)誤) 1、路基邊坡滑坍是公路上常見的破壞現(xiàn)象之一。例如,在巖石或土質(zhì)山坡上開挖路塹,有可能因自
36、然平衡條件被破壞或者因邊坡過陡,使坡體沿一滑動(dòng)面產(chǎn)生滑坡。( ) 2、對(duì)河灘路堤、高路堤或軟弱地基上的路堤,可能因水流沖刷、邊坡過陡或地基承載能力過低而出現(xiàn)填方土體(或連同原地面土體)沿某一剪切面產(chǎn)生坍滑。( ) 3、對(duì)可能出現(xiàn)失穩(wěn)的路基進(jìn)行穩(wěn)定性分析,保證路基設(shè)計(jì)既滿足穩(wěn)定性要求,又滿足經(jīng)濟(jì)性要求。( ) 4、根據(jù)對(duì)邊坡發(fā)生滑坍現(xiàn)象的觀察,邊坡破壞時(shí)形成一滑動(dòng)面?;瑒?dòng)面的形狀與土質(zhì)有關(guān);對(duì)于粘性土,滑動(dòng)土體有時(shí)象圓柱形,有時(shí)象碗形;對(duì)于松散的砂性土及砂土,滑動(dòng)面類似于平面。( ) 5、在用力學(xué)原理進(jìn)行邊坡穩(wěn)定性分析時(shí),為簡化計(jì)算,通常都按平面問題來處理。(
37、 ) 6、路基除承受自重作用外,同時(shí)還要承受行車荷載的作用。( ) 7、路基邊坡穩(wěn)定性分析方法可分為兩類,即力學(xué)分析法和工程地質(zhì)法。( ) 8、常用的邊坡穩(wěn)定性分析方法,根據(jù)滑動(dòng)面形狀分直線破裂面法和圓弧破裂面法,簡稱直線法和圓弧法。( ) 9、如果由于浸水路堤外河水猛漲,使路堤左右兩側(cè)水位發(fā)生差異。若路堤用透水性較強(qiáng)的土填筑,雖可發(fā)生橫穿路堤的滲透,但其作用力一般較小,不計(jì)算動(dòng)水壓力。( ) 10、如果由于浸水路堤外河水猛漲,使路堤左右兩側(cè)水位發(fā)生差異。若路堤采用不透水材料填筑,則不會(huì)發(fā)生橫穿滲透現(xiàn)象,不計(jì)算動(dòng)水壓力。 11、如果由于浸水路堤外河水猛漲,
38、使路堤左右兩側(cè)水位發(fā)生差異。當(dāng)路堤用普通土填筑,浸水后土體內(nèi)產(chǎn)生動(dòng)水壓力,則需先繪出土體內(nèi)的浸潤曲線,不計(jì)算動(dòng)水壓力。 ( ) 四、簡答題 1、在進(jìn)行邊坡穩(wěn)定性分析時(shí),大多采用近似的方法,簡述假設(shè)內(nèi)容。 2、簡述邊坡穩(wěn)定性分析所需土的試驗(yàn)資料。 3、簡述陡坡路堤滑動(dòng)形式。 五、論述題 1、論述均質(zhì)砂土體邊坡直線破裂面法,簡稱直線法穩(wěn)定分析原理。 2、論述多層砂土體邊坡直線破裂面法,簡稱直線法穩(wěn)定分析原理。 3、論述邊坡圓弧破裂面法,簡稱圓弧法穩(wěn)定分析原理。 4、論述確定圓心輔助線方法及穩(wěn)定系數(shù)計(jì)算。 5、試論述浸水路堤穩(wěn)定性分析中,滲透動(dòng)水壓力的作用原理。
39、 -------------------- 參考答案: 試題: 一、名詞解釋 1、松散的砂性土和礫(石)土具有較大的內(nèi)磨擦角φ()和較小的粘聚力c(kPa),邊坡滑坍時(shí),破裂面近似平面。 2、粘性土具有較大的粘聚力c(kPa),而內(nèi)磨擦角φ()較小,破壞時(shí)滑動(dòng)面有時(shí)象圓柱形,有時(shí)象碗形,通常近似于圓曲面。 3、在邊坡穩(wěn)定性分析時(shí),需要將車輛按最不利情況排列,并將車輛的設(shè)計(jì)荷載換算成當(dāng)量土柱高(即以相等壓力的土層厚度來代替荷載)。 4、假定幾個(gè)不同的滑動(dòng)面,按力學(xué)平衡原理對(duì)每個(gè)滑動(dòng)面進(jìn)行邊坡穩(wěn)定性分析,從中找出極限滑動(dòng)面,按此極限滑動(dòng)面的穩(wěn)定程度來判斷邊坡的穩(wěn)定性。此法較精確,但
40、計(jì)算較繁。 5、在計(jì)算機(jī)和圖解分析的基礎(chǔ)上,制定成圖或表,用查圖或查表法進(jìn)行邊坡穩(wěn)定性分析。此法簡單,但不如數(shù)解法精確。 6、根據(jù)不同土類及其所處的狀態(tài),經(jīng)過長期的生產(chǎn)實(shí)踐和大量的資料調(diào)查,擬定邊坡穩(wěn)定值參考數(shù)據(jù),在設(shè)計(jì)時(shí),將影響邊坡穩(wěn)定的因素作比擬,采用類似條件下的穩(wěn)定邊坡值。 7、當(dāng)路堤修筑在陡坡上,且地面橫坡度大于1:2.0或在不穩(wěn)固的山坡上時(shí),路基不僅要分析路堤邊坡穩(wěn)定性,還要分析路堤沿陡坡或不穩(wěn)定山坡下滑的穩(wěn)定性。 8、受到季節(jié)性或長期浸水的沿河路堤、河灘路堤等均稱為浸水路堤。 二、選擇題 1、b;2、b;3、abc;4、c。 三、判斷題(正確√、錯(cuò)誤) 1、√;2
41、、√;3、√;4、√;5、√;6、√;7、√;8、√;9、√;10、√;11、。 四、簡答題 1、不考慮滑動(dòng)土體本身內(nèi)應(yīng)力的分布;認(rèn)為平衡狀態(tài)只在滑動(dòng)面上達(dá)到,滑動(dòng)土體成整體下滑;極限滑動(dòng)面位置要通過試算來確定。 2、對(duì)于路塹或天然邊坡?。涸瓲钔恋娜葜卅茫╧N/m3)、內(nèi)磨擦角φ()和粘聚力c(kPa)。對(duì)路堤邊坡,應(yīng)取與現(xiàn)場壓實(shí)度一致的壓實(shí)土的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)包括壓實(shí)后土的容重γ(kN/m3)、內(nèi)磨擦角φ()和粘聚力c(kPa)。 邊坡由多層土體組成時(shí)土的參數(shù)確定,采用土的邊坡穩(wěn)定性分析參數(shù)γ、φ和c的值應(yīng)采用加權(quán)平均法求得。 3、由于基底接觸面較陡或強(qiáng)度較弱,致使路堤整體沿基底接觸面
42、產(chǎn)生滑動(dòng);由于基底修筑在較厚的軟弱土層上,致使路堤連同其下的軟弱土層沿某一滑動(dòng)面滑動(dòng);由于基底下巖層強(qiáng)度不均勻,例如泥質(zhì)頁巖,致使路堤沿某一最弱的層面滑動(dòng)。 五、論述題 1、直線法適用于砂土和砂性土(兩者合稱砂類土),土的抗力以內(nèi)摩擦力為主,粘聚力甚小。邊坡破壞時(shí),破裂面近似平面。 ①計(jì)算穩(wěn)定系數(shù)K(路堤) 如圖a所示,路堤土楔ABD沿假設(shè)破裂面AD滑動(dòng),其穩(wěn)定系數(shù)K按下式計(jì)算: 式中;F—沿破裂面的抗滑力,kN;T—沿破裂面的下滑力,kN;G—土楔重量及路基頂面換算土柱的荷載之和,kN;ω—破裂面對(duì)于水平面的傾斜角,;φ—路堤土體的內(nèi)磨擦角,;c—路堤土體的單位粘聚力
43、,kPa;L—破裂面AD的長度,m。 由于砂類土粘結(jié)力很小,一般可忽略不計(jì),即取c=0,則上式可表達(dá)為: 由上式可知,當(dāng)K=1時(shí),tgφ=tgω,抗滑力等于下滑力,滑動(dòng)面土體處于極限平衡狀態(tài),此時(shí)路堤的極限坡度等于砂類土的內(nèi)磨擦角,該角相當(dāng)于自然休止角。當(dāng)K>1時(shí),路堤邊坡處于穩(wěn)定狀態(tài),且與邊坡高度無關(guān);當(dāng)K<1時(shí),則不論邊坡高度多少,都不能保持穩(wěn)定。 ②確定極限破裂面(路堤) 邊坡穩(wěn)定性分析時(shí),先假定路堤邊坡值,然后通過坡腳A點(diǎn),假定3-4個(gè)可能的破裂面ωi,如圖b;按上式求出相應(yīng)的穩(wěn)定系數(shù)K值,得出K與ωi的關(guān)系曲線,如圖c,在K=f(ω)關(guān)系曲線上找到最小穩(wěn)定系數(shù)K
44、min,及對(duì)應(yīng)的極限破裂面傾斜角ω值。 ③計(jì)算穩(wěn)定系數(shù)K(路塹): 對(duì)于砂類土的路塹邊坡,如圖所示,土楔ABD沿假設(shè)破裂面AD滑動(dòng),其穩(wěn)定系數(shù)K按下式計(jì)算: 式中:h—邊坡的豎向高度,m;c—路塹土楔滑動(dòng)面凝聚力,kN/m3;φ—路塹土楔的內(nèi)磨擦角,,f=tgφ;a0—參數(shù),a0=2c/γh;γ—土的容重,kN/m3;θ—邊坡傾斜角,。 按微分方法,當(dāng)dK/dω=0可求穩(wěn)定系數(shù)K最小時(shí)破裂面傾斜角ω0值,即: 由此可求得最小穩(wěn)定系數(shù)為: 2、多層砂類土邊坡的穩(wěn)定系數(shù)確定 ①分析方法及穩(wěn)定系數(shù)的確定 對(duì)面層的砂類土邊坡,如圖所示,如破裂面AD通過強(qiáng)
45、度指標(biāo)不同的各土層Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ……,可用豎直線將破裂面以上的土楔ABD劃分為若干條塊,每一條塊的破裂面位于同一種土層內(nèi),其破裂面上的ci,φi為定值。邊坡穩(wěn)定性分析時(shí),計(jì)算每一條塊的下滑力Fi,邊坡穩(wěn)定系數(shù)可按下式計(jì)算: 最小穩(wěn)定系數(shù)確定方法與路堤邊坡穩(wěn)定性方法相同。 ②注意事項(xiàng) 如果某一分塊有換算土柱荷載,該分塊應(yīng)包括換算土柱荷載在內(nèi)。考慮到滑動(dòng)面的近似假定,土工試驗(yàn)所得的φ和c的局限性以及氣候環(huán)境條件的變異性的影響,為保證邊坡穩(wěn)定性有足夠的安全儲(chǔ)備,穩(wěn)定系數(shù)Kmin應(yīng)大于1.25,但K值也不宜過大。 3、圓弧法適用于粘性土,土的抗力以粘聚力為主,內(nèi)摩擦力較小。邊坡破壞時(shí),
46、破裂面近似圓柱形。圓弧法假定滑動(dòng)面為一圓弧,它適用于邊坡有不同的土層、均質(zhì)土邊坡,部分被淹沒、均質(zhì)土壩,局部發(fā)生滲漏、邊坡為折線或臺(tái)階形的粘性土的路堤與路塹。 圓弧法的基本原理與步驟:圓弧法是將圓弧滑動(dòng)面上的土體劃分為若干豎向土條,依次計(jì)算每一土條沿滑動(dòng)面的下滑力和抗滑力,然后疊加計(jì)算出整修滑動(dòng)土體的穩(wěn)定性。圓弧法的計(jì)算精度主要與分段數(shù)有關(guān)。分段愈多則計(jì)算結(jié)果愈精確,一般分8-10段。小段的劃分,還可結(jié)合橫斷面特性,如劃分在邊坡或地面坡度變化之處,以便簡化計(jì)算。 圓弧法的基本步驟如下: ①通過坡腳任意選定可能發(fā)生的圓弧滑動(dòng)面AB,其半徑為R,沿路線縱向取單位長度1m。將滑動(dòng)土體分成若干
47、個(gè)一定寬度的垂直土條,其寬度一般為2-4m,如圖所示。 ②計(jì)算每個(gè)土條的土體重Gi及其法向分力Ni=Gicosai和切向分力Ti=Gisinai,其中ai為該弧中心點(diǎn)的半徑線與通過圓心的豎線之間的夾角,ai=1/sin(xi/R)(其中為圓弧中心點(diǎn)距圓心豎線的水平距離,R為圓弧半徑)。 ③計(jì)算每一小段滑動(dòng)面上的抵抗力,即內(nèi)磨擦力Nif(其中f=tgφi)和粘聚力cLi(Li為i小弧長)。 ④以圓心為轉(zhuǎn)動(dòng)圓心,半徑R為力臂,計(jì)算滑動(dòng)面上各力對(duì)點(diǎn)的滑動(dòng)力矩和抗滑力矩。 ; ⑤求穩(wěn)定系數(shù)K值: 4、由于試算的滑動(dòng)面是任意選的,故需再假定幾個(gè)可能的滑動(dòng)面,計(jì)算對(duì)應(yīng)的穩(wěn)定系
48、數(shù),在圓心輔助線MI上繪出(圖a)。 穩(wěn)定系數(shù)K1,K2,…Kn對(duì)應(yīng)于O1,O2,…On的關(guān)系曲線K=f(O),在該曲線最低點(diǎn)作圓心輔助線MI的平行線,與曲線f(O)相切的切點(diǎn)對(duì)應(yīng)的圓心為極限滑動(dòng)面圓心,對(duì)應(yīng)的滑動(dòng)面為極限滑動(dòng)面,相應(yīng)的穩(wěn)定系數(shù)為極限穩(wěn)定系數(shù),其值應(yīng)在1.25-1.5之間。確定圓心輔助線方法及穩(wěn)定系數(shù)計(jì)算。為了較快地找到極限滑動(dòng)面,減少試算工作量,根據(jù)經(jīng)驗(yàn),極限滑動(dòng)圓心在一條線上,該線即是圓心輔助線。確定圓心輔助線可以采用4.5H法或36線法。 ①4.5H法(圖a) 由坡腳E向下引豎線,在豎線上截取高度H=h+h0(邊坡高度及荷載換算為土柱高度)得F點(diǎn)。自F點(diǎn)向右
49、引水平線,在水平線上截取4.5H,得M點(diǎn)。連接邊坡坡腳E點(diǎn)和頂點(diǎn)S,求得SE的斜度i0=1/m,據(jù)此值查表得β1和β2值。由E點(diǎn)作與SE成β1角的直線,再由S點(diǎn)作與水平線成β2角的直線,兩線相交得I點(diǎn)。連接I和M兩點(diǎn)即得圓心輔助線。 ②4.5H法(圖b) 若不考慮荷載換算土層高度h0,則方法可以簡化(圖b),即H=h,斜度i0按邊坡腳、坡頂?shù)穆?lián)線AB與水平線的夾角來計(jì)算,β1和β2查表得。由坡腳A向下引豎線,在豎線上截取高度H=h(邊坡高度)得F點(diǎn)。其它步驟同①。 ③36線法一(圖c) 由荷載換算土柱高頂點(diǎn)作與水平線成36角的線EF,即得圓心輔助線。 ④36線法二(圖d)
50、 由坡頂處作與水平線成36角的線EF,即為圓心輔助線。 上述四種確定圓心輔助線方法的計(jì)算結(jié)果相差不大,均可采用。為求解簡便,一般用36線法。但方法①較精確,且求出的穩(wěn)定系數(shù)K值最小,故常用于邊坡穩(wěn)定性分析重要建筑物的穩(wěn)定性。通過坡腳的極限破裂圓弧中心位置的有關(guān)角值查表。 穩(wěn)定系數(shù)K取值:規(guī)范一般規(guī)定邊坡穩(wěn)定系數(shù)容許值[K]=1.25-1.50,具體值應(yīng)根據(jù)土的特性、抗剪強(qiáng)度指標(biāo)的可靠程度以及公路等級(jí)和地區(qū)經(jīng)驗(yàn)綜合考慮,當(dāng)計(jì)算K值小于容許值[K],則應(yīng)放緩邊坡,重新擬定橫斷面,再按上述方法進(jìn)行邊坡穩(wěn)定性分析。 5、試論述浸水路堤穩(wěn)定性分析中,滲透動(dòng)水壓力的作用原理。 河灘路堤除承受
51、普通路堤所承受的外力及自重力外,還要承受浮力及滲透動(dòng)水壓力的作用。當(dāng)河中水上升時(shí),水從邊坡的一側(cè)或兩側(cè)滲入路堤內(nèi);當(dāng)水位降落時(shí),水又從堤身內(nèi)向外滲出。由于在土體內(nèi)滲水速度比河水中水位升降速度慢,因此,當(dāng)?shù)掏馑簧邥r(shí),堤內(nèi)水位比降曲線(浸潤線)成凹形;當(dāng)?shù)掏馑幌陆禃r(shí),堤內(nèi)水位比降曲線成凸形(見圖)。 當(dāng)路堤一側(cè)或兩側(cè)水位發(fā)生變化時(shí),水的滲透速度與土的性質(zhì)和時(shí)間有關(guān)。因此,當(dāng)水位開始上升時(shí),土體內(nèi)的浸潤曲線比邊坡外面水位低,以過一定時(shí)間后,才達(dá)到與外面水位齊平。如填土有毛細(xì)管作用,則土體內(nèi)的浸潤曲線可繼續(xù)上升至一定高度。在砂性土中,這一高度為0.15m左右;在粘性土中,能達(dá)到1.5m或更
52、高。水位上升時(shí),土體除承受豎向的向上浮力外,還要承受滲透動(dòng)水壓力的作用,其作用方向指向土體內(nèi)部。當(dāng)水位驟然下降時(shí)(見圖a),土體內(nèi)部的水流出邊坡需要較長的時(shí)間,由于水位的差異,其滲透動(dòng)水壓力的方向指向土體外面,這就劇烈破壞路堤邊坡的穩(wěn)定性,并可能產(chǎn)生邊坡凸起和滑坡現(xiàn)象。此外,滲透水流還能帶走路堤細(xì)小的土粒而引起路堤變形。 在高水位時(shí),如路堤兩側(cè)邊坡上的水位不一致,就會(huì)產(chǎn)生橫穿路堤的滲透,即使水位相差較小,也予以考慮(見b)。因此,凡是用粘性土填筑的浸水路堤(不包括滲透性極小的純粘土),都必須進(jìn)行滲透動(dòng)水壓力計(jì)算。 第六章 路基防護(hù)與加固
53、 試題: 一、名詞解釋 1、路基防護(hù)與加固。 2、坡面防護(hù)。 3、沖刷防護(hù)。 4、支擋建筑物。 5、濕軟地基加固。 6、路基邊坡坡面防護(hù)。 7、礦料防護(hù)。 二、選擇題 1、路基防護(hù)加固工程中,一般把防止風(fēng)化和沖刷,主要起隔離、封閉作用的措施稱為防護(hù)工程。防護(hù)工程( )作用,所以要求路基本身必須是穩(wěn)定的。 a、 能承受外力;b、不能承受外力;c、不能承受內(nèi)力;d、不能承受內(nèi)力。 2、路基防護(hù)加固工程中,把防止路基或山體因重力作用而坍滑,地基承載力不足而沉陷,主要起( )作用的結(jié)構(gòu)物稱為加固工程。 a、 支承;b、加固;c、疏干排水;d、減重。 三
54、、判斷題(正確√、錯(cuò)誤) 1、植物防護(hù)主要適用于較緩的土質(zhì)邊坡,依靠成活植物的發(fā)達(dá)根系,深入土層,使表土固結(jié)。( ) 2、沙漠或積雪地區(qū)路基兩側(cè)植樹,可成為防砂柵和防雪柵。( ) 3、礦料防護(hù)主要有砂漿抹面、勾縫或噴涂以及石砌護(hù)坡和護(hù)面墻等。( ) 4、為防止地面徑流或河水沖刷,公路填方邊坡、沿河路堤浸水部位坡面、土質(zhì)路塹邊坡下部的局部,以及橋涵附近坡面,可采用砌石防護(hù),砌石防護(hù)可分為干砌和漿砌兩種。( ) 5、護(hù)面墻適用于嚴(yán)重風(fēng)化破碎、容易產(chǎn)生碎落坍方的巖石路塹邊坡或易受沖刷、膨脹性較大的不良土質(zhì)路塹邊坡。( ) 四、簡答題 1、簡述路基防護(hù)與加固
55、的目的和類別。 2、簡述護(hù)面墻的基本構(gòu)造。 3、簡述化學(xué)加固及種類。 4、簡述化學(xué)加固施工工藝。 -------------------- 參考答案: 一、名詞解釋 1、由巖、土填挖而成的路基,改變了原地層的天然平衡狀態(tài),大面積地裸露于大氣中,長期承受各種自然因素及行車荷載的作用。在各種錯(cuò)綜復(fù)雜的自然因素和行車的長期作用下,路基可能產(chǎn)生各種變形和破壞。為保證路基的穩(wěn)定和防止路基病害,除做好路基排水外,還必須根據(jù)當(dāng)?shù)厮?、地質(zhì)及材料等情況,采取有效的措施,對(duì)各類土、石邊坡及軟弱地基予以必要的防護(hù)與加固。 2、主要用以防護(hù)易受自然因素影響而破壞的土質(zhì)與巖石邊坡。常用類型有植物防
56、護(hù)、砌石防護(hù)和坡面處治。植物防護(hù)又稱為“生命”防護(hù),以土質(zhì)邊坡為主。砌石防護(hù)、坡面處治又稱為“無機(jī)”防護(hù),以石質(zhì)路基邊坡為主。 3、用于防護(hù)水流對(duì)路基的沖刷與淘刷,可分為直接防護(hù)和間接防護(hù)兩類。直接防護(hù)類型有植物防護(hù)、砌石防護(hù)與加固兩種。間接防護(hù)主要指設(shè)置導(dǎo)治結(jié)構(gòu)物,如丁壩、順壩、防洪堤、攔水壩等,必要時(shí)進(jìn)行疏浚河床、改變河道,以改變流水方向,避免或減緩水流對(duì)路基的直接破壞作用。 4、用以防止路基變形或支擋路基本身或山體的位移,以保證其穩(wěn)定性,常用的類型有路基邊坡支撐(擋土墻、土垛、石垛及其它具有承重作用的構(gòu)造物)和堤岸支擋(沿河駁岸、浸水擋土墻)。駁岸與浸水擋土墻主要區(qū)別在于,前者主要起
57、防水作用,后者既防水,又兼起支擋路基的土側(cè)壓力。 5、用各種有效的方法處治含水量高、孔隙比大、承載力低的濕軟地基以防止路基沉陷、滑移或發(fā)生其它病害。 6、主要通過將坡面封閉隔絕或隔離,避免或減緩與大氣直接接觸,阻止巖土進(jìn)一步風(fēng)化,防止或減緩地面水流對(duì)邊坡的沖刷和淘刷,從而達(dá)到防護(hù)邊坡之目的。 7、采用砂石、水泥、石灰等礦質(zhì)材料進(jìn)行的坡面防護(hù)。 二、選擇題 1、b;2、ab。 三、判斷題(正確√、錯(cuò)誤) 1、√;2、√;3、√;4、√;5、√。 四、簡答題 1、在于防止自然因素所引起的路基破壞和過量變形;同時(shí)穩(wěn)定路基、美化路容,提高公路的使用品質(zhì)。防護(hù)與加固工程重點(diǎn)在于路基邊坡
58、防護(hù)及濕軟地基的加固。因此,采取適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)與加固,是確保路基強(qiáng)度和穩(wěn)定性不可缺少的工程技術(shù)措施。 路基防護(hù)與加固工程,按其作用不同,可分為邊坡坡面防護(hù)、沖刷防護(hù)、支擋建筑物防護(hù)及濕軟地基加固等四大類。 2、墻體縱向每隔10-15cm設(shè)縫寬2cm的伸縮縫一道,縫內(nèi)用瀝青麻筋填塞,墻身上下左右每隔2-3m設(shè)1010cm的方形或直徑為10cm的圓形泄水孔。孔后設(shè)砂礫反濾層。為增加墻體穩(wěn)定性,墻背每隔3-6m高設(shè)一寬度為0.5-1.0m的錯(cuò)臺(tái)。根據(jù)邊坡基巖或土質(zhì)的好壞,每6-10m高為一級(jí),設(shè)寬度不小于1.0m的平臺(tái)。在缺乏石料地區(qū),墻身可采用片石鋪砌成方格或拱形邊框,方格或框內(nèi)用石灰爐渣、三合土
59、或四合土等混合料抹面。 3、一般是用壓力將化學(xué)溶液或膠結(jié)劑通過注漿管均勻地注入軟基土層中,經(jīng)過短暫時(shí)間后,使土顆粒膠結(jié)起來凝成一個(gè)整體,達(dá)到對(duì)土基加固的目的,并起到防滲作用。目前化學(xué)溶液主要有下列幾類:以水玻璃溶液為主的漿液,價(jià)格昂貴;丙稀酸氨為主的的漿液,效果較好,價(jià)高難以推廣;水泥漿;以及紙漿廢液為主的漿液等。 4、化學(xué)加固施工工藝主要有壓力灌注法、電動(dòng)硅化法和高壓旋噴法幾種。壓力灌注及電動(dòng)硅化一般是將漿液注入土中趕走孔隙內(nèi)的水或氣體,從而占據(jù)其位置,然后將土膠結(jié)成整體。高壓旋噴法是利用高壓(20-25MPa)射流的強(qiáng)度使?jié){液與土混和,從而在射流影響的有效范圍內(nèi)使土體速凝成一圓柱形的樁
60、,樁徑達(dá)0.5-1.0m。 第七章 擋土墻設(shè)計(jì) 試題: 一、名詞解釋 1、擋土墻。 2、路堤墻設(shè)置用途。 3、路肩墻設(shè)置用途。 4、路塹墻設(shè)置用途。 5、山坡墻設(shè)置用途。 6、重力式擋土墻。 7、主動(dòng)土壓力。 8、被動(dòng)土壓力。 9、靜止土壓力。 10、抗滑穩(wěn)定性驗(yàn)算。 11、抗傾覆穩(wěn)定性。 12、基底應(yīng)力及合力偏心距驗(yàn)算。 二、選擇題 1、按照擋土墻的結(jié)構(gòu)型式,擋土墻主要可分為:( )。 a、重力式擋土墻;b、錨定式擋土墻;c、薄壁式擋土墻;d、加筋土擋土墻。 2、按照擋土墻的材料,擋土墻可分為:(
61、 )。 a、石砌擋土墻;b、混凝土擋土墻;c、鋼筋混凝土擋土墻;d、鋼板擋土墻。 3、為適應(yīng)不同的地形、地質(zhì)條件及經(jīng)濟(jì)要求,重力式擋土墻具有多種墻背型式,重力式擋土墻的類型可分為:( )。 a、普通重力式擋土墻;b、衡重式擋土墻;c、折線形擋土墻;d、直線形擋土墻。 4、擋土墻設(shè)計(jì)關(guān)鍵是確定作用于擋土墻上的力系,其中主要是確定( )。 a、土壓力;b、自重力;c、主動(dòng)土壓力;d、被動(dòng)土壓力。 5、作用在擋土墻上的力系,按力的作用性質(zhì)分為( )。 a、土壓力;b、主要力系;c、附加力;d、特殊力。 6、擋土墻特殊力是偶然出現(xiàn)的力,例如( )
62、等。 a、地震力;b、施工荷載;c、水流漂浮物的撞擊力;d、動(dòng)水壓力。 7、路基擋土墻因路基形式和荷載分布的不同,土壓力有多種計(jì)算圖式。以路堤擋土墻為例,按破裂面交于路基面的位置不同,可分為5種圖示:破裂面交于( ),以及破裂面交于外邊坡。 a、內(nèi)邊坡;b、荷載內(nèi)側(cè);c、荷載中部;d、荷載外部。 8、常用的重力式擋土墻一般是由( )等部分組成。 a、墻身;b、基礎(chǔ);c、排水設(shè)施;d、伸縮縫。 9、對(duì)于土質(zhì)地基,擋土墻基礎(chǔ)埋置深度應(yīng)考慮有無沖刷時(shí),應(yīng)在沖刷線、天然地面線以下至少( )。 a、0.25m;b、0.50m;c、1.00m;d、1.25。
63、10、受凍脹影響時(shí),應(yīng)在凍結(jié)線以下不少于0.25m。當(dāng)凍深超過1m時(shí),采用1.25m,但基底應(yīng)夯填一定厚度的砂礫或碎石墊層,墊層底面亦應(yīng)位于凍結(jié)線以下不少于( )。 a、0.25m;b、0.50m;c、1.00m;d、1.25。 11、碎石、礫石和砂類地基,不考慮凍脹影響,但基礎(chǔ)埋深不宜小于( )。 a、0.25m;b、0.50m;c、1.00m;d、1.25。 12、施加于擋土墻的荷載按性質(zhì)劃分為( )。 a、恒載;b、可變荷載;c、溫度荷載;d、施工荷載。 三、判斷題(正確√、錯(cuò)誤) 1、設(shè)置在隧道口或明洞口的擋土墻,可縮短隧道或明洞長度,降低工
64、程造價(jià)。( ) 2、設(shè)置在橋梁兩端的擋土墻,作為翼墻或橋臺(tái),起著護(hù)臺(tái)及連接路堤的作用。( ) 3、錨定式擋土墻的特點(diǎn)在于構(gòu)件斷面小,工程量省,不受地基承載力的限制,構(gòu)件可預(yù)制,有利于實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)輕型化和施工機(jī)械化。( ) 4、凸形墻背的擋土墻和衡重式擋土墻,其墻背不是一個(gè)平面而是折面,稱為折線形墻背。對(duì)于這類墻背,以墻背轉(zhuǎn)折點(diǎn)或衡重臺(tái)為界,分成上墻與下墻,分別按庫倫方法計(jì)算主動(dòng)土壓力,然后取兩者的矢量和作為全墻的土壓力。( ) 5、擋土墻的布置,通常在路基橫斷面圖和墻址縱斷面圖上進(jìn)行。( ) 6、擋土墻的構(gòu)造必須滿足強(qiáng)度和穩(wěn)定性的要求,同時(shí)考慮就地取材、結(jié)構(gòu)
65、合理、斷面經(jīng)濟(jì)、施工養(yǎng)護(hù)方便與安全。( ) 7、擋土墻基礎(chǔ)不良和基礎(chǔ)處理不當(dāng),往往會(huì)引起擋土墻的破壞,因此必須重視擋土墻的基礎(chǔ)設(shè)計(jì),事先應(yīng)對(duì)地基的地質(zhì)條件作詳細(xì)調(diào)查,必要時(shí)須先挖深或鉆探,然后再確定基礎(chǔ)類型與埋深度。( ) 8、擋土墻計(jì)算狀態(tài)及荷載系數(shù)的確定中,考慮承載能力極限狀態(tài)分項(xiàng)荷載系數(shù),正常使用極限狀態(tài)被動(dòng)土壓力用0.5外,其它全部荷載系數(shù)規(guī)定采用1.0。( ) 9、擋土墻計(jì)算狀態(tài)及荷載系數(shù)的確定中,當(dāng)擋土墻進(jìn)行基礎(chǔ)合力偏心距和圬工結(jié)構(gòu)合力偏心距計(jì)算時(shí),被動(dòng)土壓力用0.5外,其它全部荷載系數(shù)規(guī)定采用1.0。( ) 10、在驗(yàn)算擋土墻的穩(wěn)定性時(shí),一般均未
66、計(jì)趾前土層對(duì)墻面所產(chǎn)生的被動(dòng)土壓力。驗(yàn)算結(jié)果如不滿足穩(wěn)定要求,則表明抗滑穩(wěn)定性或抗傾覆穩(wěn)定性不夠,應(yīng)改變墻身斷面尺寸重新核算。( ) 11、衡重式擋土墻的構(gòu)造,通常墻胸多采用1:0.05的陡坡,上墻墻背坡率采用1:0.25-1:0.45之間,下墻墻背坡率采用1:0.25,上下墻高比采用2:3。( ) 12、作用于衡重式擋土墻的主動(dòng)土壓力,按上下墻分別計(jì)算,取其矢量和作為全墻的主動(dòng)土壓力。( ) 四、簡答題 1、簡述錨桿式擋土墻特點(diǎn)及受力特征適用條件。 2、簡述錨定板式擋土墻特點(diǎn)及適用性。 3、簡述薄壁式擋土墻特點(diǎn)。 4、簡述加筋土擋土墻結(jié)構(gòu)組成構(gòu)造、材料使用和特征。 5、簡述擋土墻主要力系,即經(jīng)常作用于擋土墻的各種力。 6、土壓力是擋土墻的主要設(shè)計(jì)荷載,根據(jù)擋土墻的位移情況不同,試?yán)L出不同性質(zhì)的土壓力。 7、簡述路基在遇到何種情況時(shí)可考慮修建擋土墻。 8、簡述擋土墻沉降縫與伸縮縫設(shè)置的目的意義。 9、簡述擋土墻的設(shè)計(jì)原則。 10、簡述擋土墻增加抗滑穩(wěn)定性的方法
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