02路基土的特性及设计参数资料ppt课件

1、School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科路基路面工程路基路面工程Pavement Engineering国家精品课程国家精品课程东南大学东南大学 道路与铁道工程道路与铁道工程 国家重点学科国家重点学科Highway and Railway Engineering, National Key Discipline东南大学交通学院东南大学交通学院路基路面工程教学小组路基路面工程教学小组huangxmseufoxmail:025-8379 5184第二章第二章路基土的特

2、性及设计参数路基土的特性及设计参数东南大学交通学院东南大学交通学院路基路面工程教学小组路基路面工程教学小组huangxmseufoxmailhuangxmseufoxmail:025-8379 5184:025-8379 5184School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科主要内容主要内容第一节第一节 路基土的分类及工程特性路基土的分类及工程特性第二节第二节 路基水温状况及干湿类型路基水温状况及干湿类型第三节第三节 路基的力学强度特性路基的力学强度特性第四节第四节 路

3、基的承载能力及材料参数路基的承载能力及材料参数School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科第一节第一节 路基土的分类及工程特性路基土的分类及工程特性u核心内容核心内容u路基土的分类路基土的分类u路基土的工程性质路基土的工程性质u路基填料的选择路基填料的选择土是岩石经过风化后在不同条件下形成的自然历史的产物土是岩石经过风化后在不同条件下形成的自然历史的产物搬运、堆积搬运、堆积 风化风化岩石岩石地球土土地球形成过程形成过程形成条件形成条件物理、物理、力学力学性质性质影响影

4、响第一节第一节 路基土的分类及工程特性路基土的分类及工程特性School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科1 1、路基土的分类、路基土的分类u不同粒组的划分界限及范围不同粒组的划分界限及范围u其中：以其中：以60mm作为粗粒组与巨粒组的分界；作为粗粒组与巨粒组的分界； 以以0.075mm作为细粒组与粗粒组的分界；作为细粒组与粗粒组的分界； 2mm是粗粒组中的砾与砂粒的区分界限；是粗粒组中的砾与砂粒的区分界限； 0.002mm是粘粒与粉粒的区分界限。是粘粒与粉粒的区分界限

5、。School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科我国公路用土分类包括巨粒土、粗粒土、细粒我国公路用土分类包括巨粒土、粗粒土、细粒土和特殊土四类，计土和特殊土四类，计12种。种。1 1、路基土的分类、路基土的分类School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科不均匀系数不均匀系数Cu 和曲率系数和曲率系数Cc1 1、路基土的分类、路基土的分类Scho

6、ol of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科土的基本代号土的基本代号1 1、路基土的分类、路基土的分类School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科土类区分的依据土类区分的依据一般以主成分粒组进行定义，控制主成分一般以主成分粒组进行定义，控制主成分粒组的比例在粒组的比例在50%以上，而特殊土则分为以上，而特殊土则分为黄土、膨胀土、红粘土、盐渍土和冻土，

7、黄土、膨胀土、红粘土、盐渍土和冻土，前三者按特殊塑性图上的位置定名，盐渍前三者按特殊塑性图上的位置定名，盐渍土按含盐百分率分类。土按含盐百分率分类。碎石在土类中的位置碎石在土类中的位置碎石是人工开采的土类，一般与砾相近。碎石是人工开采的土类，一般与砾相近。1 1、路基土的分类、路基土的分类巨粒土和粗粒土巨粒土和粗粒土粒组含量粒组含量级配指标级配指标细粒土细粒土塑性图塑性图School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科u1巨粒土巨粒土u试样中巨粒组粗颗粒试样中巨粒组粗颗粒

8、(大于大于60mm的颗粒的颗粒)质量多质量多于总质量于总质量15%的土称为巨粒土。如果巨粒组土粒的土称为巨粒土。如果巨粒组土粒质量少于或等于总质量质量少于或等于总质量15%的土，可扣除巨粒，的土，可扣除巨粒，按粗粒土或细粒土的相应规定分类定名。按粗粒土或细粒土的相应规定分类定名。 巨粒土巨粒土1、路基土的分类、路基土的分类School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科1、路基土的分类、路基土的分类u2粗粒土粗粒土u试样中粗粒组含量大于试样中粗粒组含量大于50%的土称为粗

9、粒土，的土称为粗粒土，粗粒土分砾类土和砂类土二种；粗粒土分砾类土和砂类土二种；u砾粒组砾粒组(2mm-60mm的颗粒的颗粒)质量多于砂粒组质质量多于砂粒组质量的土称为砾类土。量的土称为砾类土。u砾粒组砾粒组(2mm-60mm的颗粒的颗粒)质量少于或等于砂质量少于或等于砂粒组质量的土称为砂类土。粒组质量的土称为砂类土。 School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科粗粒土粗粒土1、路基土的分类、路基土的分类粗粒土粗粒土School of Transportation So

10、utheast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科u3细粒土细粒土u细粒组细粒组(小于小于0.075mm的颗粒的颗粒)质量不小于总质质量不小于总质量量50%的土总称为细粒土。的土总称为细粒土。u细粒土应按其在塑性图低液限细粒土应按其在塑性图低液限wL50%；高；高液限液限wL50%）中的位置确定土名称。）中的位置确定土名称。 细粒土塑性图细粒土塑性图1、路基土的分类、路基土的分类School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路

11、与铁道工程国家重点学科细粒土细粒土1、路基土的分类、路基土的分类u3细粒土细粒土School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科1、路基土的分类、路基土的分类特殊土塑性图特殊土塑性图u特殊土特殊土u包括黄土、膨胀土、红黏土、盐渍土和冻土。包括黄土、膨胀土、红黏土、盐渍土和冻土。u黄土、膨胀土和红黏土按特殊土塑性图定名。黄土、膨胀土和红黏土按特殊土塑性图定名。u黄土：低液限黏土黄土：低液限黏土CLY），分布范围大部），分布范围大部分在分在A线以上，且线以上，且wL50%；红

12、黏土：高液限粉土；红黏土：高液限粉土MHR），），分布范围大部分在分布范围大部分在A线以下，且线以下，且wL55%。盐渍土分类表盐渍土分类表 冻土分类表冻土分类表School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科认识清楚路基及路面底基层用土的工程性质，则可根据不同认识清楚路基及路面底基层用土的工程性质，则可根据不同的土类采取不同的工程技术措施：的土类采取不同的工程技术措施：级配良好的砾石混合料是良好的路基路面材料；级配良好的砾石混合料是良好的路基路面材料；巨粒土是良好的路基

13、材料；巨粒土是良好的路基材料；砂性土是施工效果最优的路基建材；砂性土是施工效果最优的路基建材；粘性土是较常见、效果也较好的路基路面建材；粘性土是较常见、效果也较好的路基路面建材；粉性土属于不良材料，最容易引起路基病害；粉性土属于不良材料，最容易引起路基病害；特殊土用于路基时必须采取技术措施加以处理。特殊土用于路基时必须采取技术措施加以处理。2 2、路基土的工程性质、路基土的工程性质School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科3、路基填料的选择、路基填料的选择u路基填料

14、路基填料u路基填料指的是路堤施工中的填方筑路材料。路基填料指的是路堤施工中的填方筑路材料。u填料选择要求填料选择要求u路基填料应选择强度高、水稳性好、压缩性小路基填料应选择强度高、水稳性好、压缩性小，且运输便利、施工方便的天然土源。，且运输便利、施工方便的天然土源。u路基填料选择依据的指标是路基填料选择依据的指标是CBR值。值。 u公路工程中常见的填料类型公路工程中常见的填料类型u漂石、卵石巨粒土与粗砾石漂石、卵石巨粒土与粗砾石u土石混合料土石混合料u砾类土、砂类土砾类土、砂类土School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路

15、与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科第二节第二节 路基的水温状况与干湿类型路基的水温状况与干湿类型u核心内容核心内容u路基湿度的来源路基湿度的来源u大气湿度及其对路基水温状况的影响大气湿度及其对路基水温状况的影响u路基干湿类型路基干湿类型u路基土的基质吸力与饱和度路基土的基质吸力与饱和度School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科1、路基湿度的来源、路基湿度的来源School of Transportation Southeast Universi

16、ty，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科1、路基湿度的状况、路基湿度的状况路基水的来源路基水的来源原始土具有的自然含水量，路基水的主要来源原始土具有的自然含水量，路基水的主要来源有：有：大气降水；大气降水；地面水；地面水；地下水；地下水；毛细上升水；毛细上升水；水蒸汽凝结水；水蒸汽凝结水；薄膜移动水薄膜移动水 School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科2、大气温度及其对路基水温状况的影响、大气温度及其对路基水温状况的影响

17、路基水温状况及其变化路基水温状况及其变化路基水温状况是湿度与温度变化对路基产生的共同影响路基水温状况是湿度与温度变化对路基产生的共同影响;地下水与温度共同作用造成路基湿度的变化，最典型的是路地下水与温度共同作用造成路基湿度的变化，最典型的是路基冻胀与翻浆现象。基冻胀与翻浆现象。冻胀丘冻胀丘 Pingo热融热融thaw路基冻胀School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科2、大气温度及其对路基水温状况的影响、大气温度及其对路基水温状况的影响温度造成路基体的膨胀与收缩，甚至

18、引起路基的冻胀；温度造成路基体的膨胀与收缩，甚至引起路基的冻胀；温度造成水泥砼路面的温度应力及条块分割；温度造成水泥砼路面的温度应力及条块分割；温度造成沥青混凝土路面的塑性变形累积及低温开裂。温度造成沥青混凝土路面的塑性变形累积及低温开裂。路面开裂路面开裂School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科3 3、路基的干湿类型、路基的干湿类型路基的干湿状态路基的干湿状态 路基分为四种干湿状态：路基分为四种干湿状态： 枯燥、中湿、潮湿和过湿枯燥、中湿、潮湿和过湿路基干湿状态的

19、要求路基干湿状态的要求 一般要求处于干燥或中湿状态一般要求处于干燥或中湿状态路基干湿类型的划分指标路基干湿类型的划分指标-稠度稠度 以分界稠度以分界稠度c1、 c2、 c3作为划分作为划分指标指标路基干湿类型的最新划分指标建议路基干湿类型的最新划分指标建议 以土的基质吸力作为划分指标以土的基质吸力作为划分指标)()(PLLcwwwwwSchool of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科3 3、路基的干湿类型、路基的干湿类型各自然区划路基干湿分界稠度各自然区划路基干湿分界稠度下

20、页续表2-7 School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科各自然区划路基干湿分界稠度各自然区划路基干湿分界稠度接上页3 3、路基的干湿类型、路基的干湿类型School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科 3 3、路基的干湿类型、路基的干湿类型老路：求算平均稠度，查表确定干湿类型原有道路的土基以下80cm范围内的平均稠度 ，应在不利季节测定。如当地

21、有非不利季节与不利季节的路基湿度换算关系时，可在非不利季节测定，再换算为不利季节的数值使用。 nwwnicic1cwSchool of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科3 3、路基的干湿类型、路基的干湿类型路基干湿类型的划分标准路基干湿类型的划分标准表表2-7路基极不稳定，冰冻区春融翻路基极不稳定，冰冻区春融翻浆，非冰冻区弹簧，路基经处浆，非冰冻区弹簧，路基经处理后方可铺筑路面，路基高度理后方可铺筑路面，路基高度过湿过湿路基上部土层处于地下水或地路基上部土层处于地下水或地表积

22、水毛细影响区内，路基高表积水毛细影响区内，路基高度度潮湿潮湿路基上部土层处于地下水或地路基上部土层处于地下水或地表水影响的过渡带区内，路基表水影响的过渡带区内，路基高度高度中湿中湿路基干燥稳定，路面强度和稳路基干燥稳定，路面强度和稳定性不受地下水和地表积水影定性不受地下水和地表积水影响。路基高度响。路基高度 枯燥枯燥一般特性一般特性路基平均稠度 与分界相对稠度的关系路基干湿类型路基干湿类型1ccww1HHcw12cccwww23cccwww3ccww21HHH32HHH3HHSchool of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁

23、道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科1ccww12cccwww23cccwww3ccww3 3、路基的干湿类型、路基的干湿类型新路：以路基临界高度为判别标准 与分界稠度相对应的路基离地下水与分界稠度相对应的路基离地下水位或地表积水水位的高度称为路基临位或地表积水水位的高度称为路基临界高度界高度H H。即：。即： H1 H1相对应于相对应于wc1wc1，为干燥和中湿状，为干燥和中湿状态的分界标准；态的分界标准； H2 H2相对应于相对应于wc2wc2，为中湿与潮湿状，为中湿与潮湿状态的分界标准；态的分界标准； H3 H3相对应于相对应于wc3wc3，为潮湿和过湿状，为潮湿和过湿状

24、态的分界标准。态的分界标准。3cw1cw2cww图图 路基临界高度与路基干路基临界高度与路基干湿类型湿类型H1 、 H2 、 H3见表见表2-9School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科4 4、路基土的基质吸力与饱和度、路基土的基质吸力与饱和度u路基湿度设计状态路基湿度设计状态路基湿度路基湿度平衡湿度状况平衡湿度状况竣工竣工23年年路基实际的设计状态路基实际的设计状态平衡湿度状况，与回弹模量室内试平衡湿度状况，与回弹模量室内试验条件不完全一致验条件不完全一致, ,因

25、此：因此：路基湿度设计状态路基湿度设计状态回弹模量室内试验条回弹模量室内试验条件湿度标准状态）件湿度标准状态）平衡湿度状态下的路基回弹模量平衡湿度状态下的路基回弹模量= = 标准条件下的模量湿度调整系数标准条件下的模量湿度调整系数(TMI)(TMI)School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科4 4、路基土的基质吸力与饱和度、路基土的基质吸力与饱和度u采用基质吸力指标的原因u采用平均稠度指标作为路基湿度评价指标，虽然综合了土的塑性特性，包含了液限与塑限，也能反映土的软

26、硬程度。u对于塑性指数为零或接近于零的土组，土的平均稠度不能全面反映路基土的工作状态。)()(PLLcwwwww0)(PLwwSchool of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科4 4、路基土的基质吸力与饱和度、路基土的基质吸力与饱和度u重力含水率重力含水率(w)、体积含水率、体积含水率(w)和饱和度和饱和度(S)uGs和和d一定时，三者均能有效表征路基湿度状一定时，三者均能有效表征路基湿度状况。湿度变化导致土体体积变化，况。湿度变化导致土体体积变化，w不变而不变而S和和w发

27、生变化，发生变化，S和和w表征路基湿度实际情况，表征路基湿度实际情况，故均可采用，因故均可采用，因 S直观，采用饱和度直观，采用饱和度S作为路基作为路基湿度的评价指标。湿度的评价指标。11ddwsswSSGdwwwswSGe11swswdsdwwSG三者三者关系式关系式School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科4 4、路基土的基质吸力与饱和度、路基土的基质吸力与饱和度基于非饱和土力学中土水特性曲线理论预估路基湿度基于非饱和土力学中土水特性曲线理论预估路基湿度u土的基

28、质吸力与饱和度之间关系土的基质吸力与饱和度之间关系如何确定如何确定基质吸力？基质吸力？School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科01002003004005006007000.010.020.030.040.050.0地下水位(m)基质吸力(kPa)4 4、路基土的基质吸力与饱和度、路基土的基质吸力与饱和度 基质吸力影响因素路基相对高度大于路基相对高度大于12m时，路基土基质吸力主要与气候指标时，路基土基质吸力主要与气候指标相关，包括平均相对湿度、降雨天数和相关，包

29、括平均相对湿度、降雨天数和TMI。School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科4 4、路基土的基质吸力与饱和度、路基土的基质吸力与饱和度 建立建立TMI-wPI基质吸力基质吸力hm(kPa)预估模型预估模型 参数标定参数标定/ TMIm h mwhye地下水位控制的基质吸力预估模型地下水位控制的基质吸力预估模型气候因素控制的基质吸力预估模型气候因素控制的基质吸力预估模型School of Transportation Southeast University，Chin

30、a 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科4 4、路基土的基质吸力与饱和度、路基土的基质吸力与饱和度u基质吸力预估模型回归参数基质吸力预估模型回归参数wPI00.300419.07133.4515.00.50.300521.50137.3016.050.300663.50142.5017.5100.300801.00147.6025.0200.300975.00152.5032.0500.3001171.20157.5027.8School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科

31、东南大学道路与铁道工程国家重点学科第三节第三节 路基的力学强度特性路基的力学强度特性u核心内容核心内容u路基受力情况路基受力情况u路基工作区路基工作区u路基土的受力特性路基土的受力特性u重复荷载对路基土的影响重复荷载对路基土的影响25 . 21DZpz路基自重应力：路基自重应力： 路基任意点：路基任意点：ZB一、路基受力情况一、路基受力情况BZ车轮荷载应力：车轮荷载应力： 1均布荷载均布荷载 2集中荷载集中荷载0.5K ,2一般ZPKZ在路基某一深度在路基某一深度Za处，当车轮荷载引起的垂直应力与路基土处，当车轮荷载引起的垂直应力与路基土自重引起的垂直应力相比所占比例很小，仅为自重引起的垂直应

32、力相比所占比例很小，仅为1/101/5时，时，该深度该深度Za范围内的路基称为路基工作区。范围内的路基称为路基工作区。概念：概念： 该深度该深度Za随车辆荷载增大而随车辆荷载增大而增大，随路面的强度和厚度增大，随路面的强度和厚度的增加而减小。的增加而减小。 工作区内：强度、稳定性重要，压实度提高。工作区内：强度、稳定性重要，压实度提高。 讨论工作区？讨论工作区？对模量不同的路面结构对模量不同的路面结构 ，应将，应将路面折算为与路基同一性质的路面折算为与路基同一性质的整体后，再进行计算。整体后，再进行计算。5 . 2011EEhhinii要求：要求： 二、路基工作区二、路基工作区work zon

33、e）School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科二、路基工作区二、路基工作区work zone）u路基工作区深度u公路设计标准车：黄河JN150-后轴重100KN，压力0.707MPa0.5K,3一般KnPZaSchool of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科三、路基土的受力特性三、路基土的受力特性u1、土的非线性特性、土的非线性特性u路基土的应力

34、路基土的应力应变关系除了非线性特性之外应变关系除了非线性特性之外，还表现出弹塑性性质。，还表现出弹塑性性质。 School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科三、路基土的受力特性三、路基土的受力特性u2 2、路基土应力、路基土应力应变状态评定应变状态评定- -模量模量 lpaEr002021lpaEr a41020 lpaE214020路基在圆形承载板下的压力与挠度分布曲线路基在圆形承载板下的压力与挠度分布曲线（a柔性承载板柔性承载板 （b刚性承载板刚性承载板 p rPr

35、 2 p rpaar1222School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科三、路基土的受力特性三、路基土的受力特性u2 2、路基土应力、路基土应力应变状态评定应变状态评定- -模量模量u压实试验曲线压实试验曲线 School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科三、路基土的受力特性三、路基土的受力特性u2 2、路基土应力、路基土应力应变状态评定应变状

36、态评定- -模量模量u（1 1初始切线模量初始切线模量应力值为零时的应力应力值为零时的应力- -应变曲线的正切，如图，代表加荷开始时土的应变曲线的正切，如图，代表加荷开始时土的应力应力- -应变关系。应变关系。u（2 2切线模量切线模量某一应力级位处应力某一应力级位处应力- -应变应变曲线的斜率，如图，反映土在该级位应力曲线的斜率，如图，反映土在该级位应力- -应应变变化的精确关系。变变化的精确关系。u（3 3割线模量割线模量以某一应力值对应的曲线上以某一应力值对应的曲线上的点同起始点相连的割线的斜率，如图，反映的点同起始点相连的割线的斜率，如图，反映在该应力级范围内的应力在该应力级范围内的应

37、力- -应变关系的平均情况应变关系的平均情况。u（4 4回弹模量回弹模量应力卸除阶段应力应力卸除阶段应力- -应变曲应变曲线的割线模量，如图，反映土在回弹变形范围线的割线模量，如图，反映土在回弹变形范围内的应力内的应力- -应变关系的平均情况。应变关系的平均情况。 School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科三、路基土的受力特性三、路基土的受力特性u3、土基的流变性质、土基的流变性质 Rheological propertyu土的变形随时间变化的关系。土在荷载作用下土

38、的变形随时间变化的关系。土在荷载作用下的变形不仅与荷载大小有关，而且还与荷载作用的变形不仅与荷载大小有关，而且还与荷载作用的持续时间有关，是一种具有流变性质的材料。的持续时间有关，是一种具有流变性质的材料。 School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科四、重复荷载对路基土的影响四、重复荷载对路基土的影响u随着作用次数的增加，产生塑性变形的积累，总变形量逐渐增大。School of Transportation Southeast University，China 东南

39、大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科第四节第四节 路基的承载能力及材料参数路基的承载能力及材料参数u核心内容核心内容u路基的承载力参数路基的承载力参数u路基材料参数路基材料参数试试 件件荷载传感器荷载传感器活塞杆活塞杆 球座球座 钢球钢球外置外置LVDTLVDT托架托架活塞套管活塞套管三轴室三轴室系杆系杆试件底座试件底座O形环形环试件顶盖试件顶盖多孔透水石多孔透水石真空引管真空引管重复荷载加载器重复荷载加载器多孔透水石多孔透水石橡皮膜橡皮膜School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国

40、家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科一、路基的承载力参数一、路基的承载力参数（1土基回弹模量土基回弹模量 resilient modulus of subgrade回弹模量能较好地反映土基所具有的部分弹性性质，可以回弹模量能较好地反映土基所具有的部分弹性性质，可以用回弹模量表示土基在瞬时荷载作用下的可恢复变形性用回弹模量表示土基在瞬时荷载作用下的可恢复变形性质。我国公路水泥混凝土路面、沥青路面设计方法都以质。我国公路水泥混凝土路面、沥青路面设计方法都以回弹模量回弹模量E作为土基的刚度指标作为土基的刚度指标 lpaEr002021lpaEr a41020 lpaE214020 p rpa

41、ar1222School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科一、路基的承载力参数一、路基的承载力参数（2土基回弹模量测试土基回弹模量测试测定时宜采用逐级加载测定时宜采用逐级加载卸载法直径卸载法直径30.4cm的板）的板）。每一级荷载经过加载和卸载，取得稳定的回弹弯沉之。每一级荷载经过加载和卸载，取得稳定的回弹弯沉之后，再加下一级荷载，如此施加后，再加下一级荷载，如此施加n级荷载后，即可点绘级荷载后，即可点绘出荷载出荷载-弯沉曲线。弯沉曲线。在多数情况下，试验曲线呈非线性。

42、在确定模量时，可以在多数情况下，试验曲线呈非线性。在确定模量时，可以根据土基实际受的压力范围或可能产生的弯沉范围在曲根据土基实际受的压力范围或可能产生的弯沉范围在曲线上取值。线上取值。路面设计中，按路面设计中，按1mm线性归纳法来确定土基的回弹模量线性归纳法来确定土基的回弹模量。niiniilpaE1120012School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科一、路基的承载力参数一、路基的承载力参数（3地基反应模量地基反应模量 reaction modulus of su

43、bgrade文克勒地基模型是原捷克斯洛伐克工程师文克勒文克勒地基模型是原捷克斯洛伐克工程师文克勒(Winkler)1876年提出的，其基本假定是地基上任一点年提出的，其基本假定是地基上任一点的弯沉仅与作用于该点压力的弯沉仅与作用于该点压力p成正比，而与相邻点处压成正比，而与相邻点处压力无关。力无关。直径直径76cm的刚性板测定。当地基较软弱时，的刚性板测定。当地基较软弱时，取取l=0.127cm时相对应的压力时相对应的压力p计算地基计算地基反应模量；当地基较为坚硬时，取单位压反应模量；当地基较为坚硬时，取单位压力力p=0.07MPa时相对应的弯沉值时相对应的弯沉值l计算计算地基反应模量。地基反

44、应模量。 N/m3 MPa/m lpk School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科一、路基的承载力参数一、路基的承载力参数（4加州承载比加州承载比CBR California Bearing Ratio加州承载比加州承载比CBR是美国加利福尼亚州提出的一种评定基是美国加利福尼亚州提出的一种评定基层材料承载能力的试验方法。承载能力以材料抵抗局部层材料承载能力的试验方法。承载能力以材料抵抗局部荷载压入变形的能力表征，并采用标准碎石的承载能力荷载压入变形的能力表征，并采用

45、标准碎石的承载能力为标准，以相对值的百分数表示为标准，以相对值的百分数表示CBR值。值。%1000ppCBR School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科一、路基的承载力参数一、路基的承载力参数u（4加州承载比加州承载比-常用路基土的常用路基土的CBR值值 School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科一、路基的承载力参数一、路基的承载力参数u

46、（4加州承载比加州承载比-路基土的路基土的CBR要求值要求值School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科一、路基的承载力参数一、路基的承载力参数（5土基的设计参数的确定土基的设计参数的确定我国在测定土基回弹模量时，常采用直径我国在测定土基回弹模量时，常采用直径30.4cm的刚性的刚性承载板用加载卸载的试验方法。试验通常在不利时期承载板用加载卸载的试验方法。试验通常在不利时期进行，并取有进行，并取有84.1概率的回弹模量值作为土基回弹模概率的回弹模量值作为土基回弹模量的

47、计算值。规范给出我国土基回弹模量设计参数选用量的计算值。规范给出我国土基回弹模量设计参数选用建议值。建议值。土基回弹模量与土基回弹模量与CBR的关系一直是世界各国在路基土研的关系一直是世界各国在路基土研究中比较关心的内容。根据试验给出了国内外部分土基究中比较关心的内容。根据试验给出了国内外部分土基回弹模量与回弹模量与CBR的关系，设计是可以根据实际参考选的关系，设计是可以根据实际参考选用。用。CBRE1000ECBRE500E64. 00)(6 .17CBRE 0ECBRE5 .100资料来源资料来源关系式关系式附注附注壳牌石油公司壳牌石油公司为为动弹性模量动弹性模量为为静弹性模量静弹性模量英

48、国英国TRRL为为动弹性模量动弹性模量美国地沥青协会法美国地沥青协会法 AI为为动弹性模量动弹性模量School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科一、路基的承载力参数一、路基的承载力参数（6土基设计参数的取值土基设计参数的取值School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科二、路基材料参数二、路基材料参数u（7路堤填土的强度参数的路堤填土的强度参数

49、的c，值值 路堤填土采用的强度指标路堤填土采用的强度指标三轴不排水三轴不排水示意图示意图三轴固结三轴固结不排水不排水示意图示意图School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科二、路基材料参数二、路基材料参数u（8岩体边坡的强度参数的岩体边坡的强度参数的c，值值结构面抗剪强度指标准值结构面抗剪强度指标准值NoImage边坡岩体内摩擦角折减系数边坡岩体内摩擦角折减系数School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科小组讨论小组讨论（1路及工作区计算时荷载应力有两种计算方法：路及工作区计算时荷载应力有两种计算方法： 用用简化布辛尼斯克公式进行计算；简化布辛尼斯克公式进行计算； 用层状体系计算软用层状体系计算软件计算，请结合习题件计算，请结合习题8 和和9 讨论荷载大小、不同路面结讨论荷载大小、不同路面结构工作区深度的影响、应力计算方法对工作区深度的影构工作区深度的影响、应力计算方法对工作区深度的影响。响。（2请讨