铁路路基工程复习重点整理(同济)

路基工程第一章绪论路基工程【构成】：本体，排水，防护，支档【分类】：根据路肩标高与地面标高的关系，分为：路堤，路堑，不挖不填路基，半路堤，半路堑【特点】：1建筑在岩土地基上，并以岩土为建筑材料完全暴露在大自然中路基同时受静荷载和动荷载的作用第二章路基本体工程普通铁路和高速铁路路基设计的不同点：【主要设计理念】：普铁：强度控制设计，高铁：变形控制设计【过渡段设计】：普铁：无专门设计，高铁：对其结构、变形、刚度进行了专门的设计【轨道结构】：普铁：传统的有砟轨道，高铁：砟+无砟，且无砟轨道应用越来越广泛【设计标准】：荷载：普铁：将静荷载与动荷载简化为静荷载处理(换算土柱法)高铁：除考虑静荷载外，还对动荷载进行动态分析路基面尺寸：路基面宽度随线路设计速度的提高而增大，故高铁宽于普铁基床结构：基床厚度：速度越大，厚度越大，故高铁厚于普铁基床结构：普铁：传统土基床，两层系统；高铁：多层系统，表层不用土填筑填料选择：速度越高，对填料组别和压实要求就提高。普铁：表层选用AB组，底层也用AB组，C要土质改良基床以下选用ABC组，D时要加固改良土质，E不能用高铁：表层采用级配碎石or级配砂砾石底层采用AB组或改良土基床以下优先采用AB组或C组石类填料填料压实标准：普铁：双控指标体系高铁：三控指标体系以什么方式去确定基床厚度？基床表戻厚度的确定方法是什么？1基床的厚度按列车荷载产生的动应力与路基自重应力之比为0.2的原则确定；基床表层厚度采用变形控制或强度控制两种方法确定。变形控制法：在列车荷载作用下路基顶层面变形量不大于3.5mm；强度控制法：作用在基床表层下填土上的动应力不大于填土容许动应力，是根据土的临界动应力和列车荷载产生的动应力来确定的本体【组成】：路基面，路肩，边坡，基床，基床下部及地基等【路肩作用】：1加强路基的稳定性2保障道床的稳固3方便养护维修工作荷载：

【组成】：（上部结构）静荷载，（列车）动荷载【动应力影响因素】：轴重，列车速度，轨道平顺性，道床厚度，路基刚度路基面：【构筑要求】：高程，宽度，形状【形状分类】：按渗水材料：有路拱路基面，无路拱路基面按单双线：梯形路拱，三角形路拱【宽度】：单线宽度=铺设轨道部分+路肩双线宽度=线间距+左右两侧线路中心以外轨道铺设宽度+路肩【路肩宽度影响因素】：1路基稳定的需要2满足养护维修的需要3确保人员安全避让距离的要求4满足路肩埋设有关设备的需要5为路堤压密与道床边坡坍落留有余地【直线地段与曲线地段路基面宽度】：曲线因有超高而加宽基床结构：【设计要求】：强度，刚度，防渗，冻害地区防冻【基床厚度】：基床=表层+底层，按变形控制和强度控制两种方法确定。【基床结构】：两层系统（传统的土基床），多层系统（强化的基床结构）填料选择与压实：【填料分类】：按颗粒组成形状和液塑限：细粒土，粗粒土，巨粒土按渗水性：渗水土，非渗水土按压实后性质：A（优质）B（良好）C（一般）D（差质）E（劣质）【压实标准】双控指标体系（细：压实系数K,地基系数K30；粗：Dr或n,K30）三控指标体系（+动态变形模量Evd,反应路基动力状态下弹性变形和刚度的指标）过渡段：【特点】：具有一定长度的连接不同轨下基础的文条件的线路区段。【特点】：具有一定长度的连接不同轨下基础的文条件的线路区段。需要穿越不同地质、不同地貌以及不同水’路桥过渡段（路基、桥梁）路隧过渡段（路基、隧道）过渡段］路涵过渡段（路基、涵洞）路堤与路堑过渡段（路堤、路堑）.桥隧过渡段（桥梁、隧道）法、真空预压法、降水动碾压）法、强夯法）法、电渗法）过渡段处理方法】：法、真空预压法、降水动碾压）法、强夯法）法、电渗法）'排水固结法（堆载预压密实法］碾压法（静力碾压、振动力夯实法（重锤夯实车辆与线路的作用力增加f线路劣化T平顺性降低T安全性、舒适性降低T养护费用增加造成原因:1过渡段设计过于简单；2不易达到最佳的压实效果，工后沉降较大；3缺少静止稳定时间，工后沉降较大。地基处理方法置换法（换填垫层）粗粒土垫层细粒土垫层散体桩复合地基复合地基法 Q柔性桩复合地基半刚性桩复合地基碎石桩（振冲、挤密及渣土桩地基处理方法置换法（换填垫层）粗粒土垫层细粒土垫层散体桩复合地基复合地基法 Q柔性桩复合地基半刚性桩复合地基碎石桩（振冲、挤密及渣土桩砂桩灰土桩石灰桩水泥土桩（深层搅拌桩夯实水泥土桩'CFG桩＜塑混凝土桩碎石压力灌浆桩干振碎石桩）、旋喷桩）加筋法（土工织物、加筋土）【作用】：1轨道综合刚度的平顺过渡2轨下基础工后沉降变形的平顺过渡；【处理原则】:1控制轨道综合刚度的平顺过渡和多次重复荷载作用下累计的不均匀沉落；2控制变形的形状和大小【路桥过渡段填筑方法】:1倒梯形填筑，两次过渡式填筑，EPS填筑边坡设计和稳定性检算方法：路堤:1）直线破裂面法：堤身填料是砂、石类土时，将破裂面视作一斜平面计算稳定系数K2） 圆弧破裂面法：路基填料为黏性土时，将破裂面视作一圆弧面计算稳定系数K条分法:偏安全，造价高，未考虑土条间相互作用力毕肖普法：广泛应用，考虑了土条间的相互作用力3稳定数法：Ns,初步判断时用，设计阶段不能用3） 复杂情况下的路基边坡稳定性检算：浸水路堤：加上动水压力对稳定性影响的计算（黏性土采用圆弧条分法）考虑土体固结时的固结有效应力法：将原有强度和加荷后固结强度分算3用土工织物加固地基的稳定性检算：荷兰计算模型，瑞典计算模型路堑:1）工程地质法（岩石的）2）力学检算法（其他的）土质路堑：砂性土用直线破裂面法，黏性土用圆弧破裂面法（黏土类：圆弧条分法）2碎石类土路堑：工程地质法（含土量较多时用圆弧法，含土量较少时用直线破裂面法）岩石路堑：多用工程地质法，也可用力学件算法校核折线破裂面法：岩质路堑，非匀质土路堑？通用？，按平面问题采用折线滑动面法折线破裂面法：【假设】：1刚体，不变形2有运动趋势，但不运动【计算】：P47,得到剩余下滑力En后，设计抗滑挡墙路基的变形与控制：【变形分类】：列车行驶时路基面的弹性变形（原因：列车荷载；危害：表层开裂，防水下降;速度难提高，牵引效率下降；措施：提高道床材质，强化基床结构）运营阶段由行车引起的基床累积下沉（原因：列车动荷载；措施：拨道，强化基床结构）路基本体及地基的压密下沉（原因：路基本体自重；危害：路基面排水能力下降，进而诱发各种病害；措施：通过压实密度予以保证）地基沉降：【组成】：主固结沉降Sc,瞬时沉降Sd,次固结沉降Ss。【计算方法】：常规计算法，有限单元法，利用实测沉降数值的拟合法，反演分析法【工后沉降】：=荷载至铺轨时未完成的主固结沉降+轨道和列车荷载产生的工后沉降+地基的次固结沉降控制路堤沉降的主要内容影响工后沉降控制标准因素：轨道结构形式，设计时速，路基和其他轨下基础的相对位置为什么普铁不重视变形和沉降，而高铁重视了？作为支承路堤的地基，不仅应有足够的强度，能安全地支承路堤，不发生基底破坏，同时还具有一定的刚度，使地基不致发生不适合使用的过大下沉。由于普铁是以强度控制为设计理念的，所以不重视变形和沉降，而高铁是以变形控制为设计的关键点，所以重视变形和沉降对高铁来说尤为重要。高铁的变形控制，都控制什么？1列车行驶时路基面的弹性变形:（原因：列车荷载；危害：表层开裂，防水下降;速度难提咼，牵引效率下降；措施：提咼道床材质，强化基床结构）2运营阶段由行车引起的基床累积下沉:（原因：列车动荷载；措施：拨道，强化基床结构）3路基本体及地基的压密下沉:=施工中的沉降+工后沉降（原因：路基本体自重；危害：路基面排水能力下降，进而诱发各种病害；措施：通过压实密度予以保证）工后沉降：是路堤沉降的主要内容，且路堤压密沉降通过压实密度来控制=荷载至铺轨时未完成的主固结沉降+轨道和列车荷载产生的工后沉降+地基的次固结沉降第三章路基排水工程【水的危害】：降低路基强度和稳定性引起路基变形和发展的基本原因引起各种路基病害：边坡失稳塌滑，基床翻浆冒泥，路肩隆起，填料强度下降，溶蚀冻害【排水目的】：确保路基始终处于干燥、坚实和稳定状态【分类】：1） 地面排水：沿线排水系统：确定合理排水方向、设施位置、不同排水设施的配合连接地面排水设备：排水沟，侧沟，天沟，吊钩（急流槽，跌水），缓流井等纵坡＞=2%o,防冲刷，防淤，防渗；（水沟的天然土层不足以抵御水流的冲刷时，采取加固措施）2） 地下排水：1采取措施：拦截、旁引、排除含水层的地下水；疏干坡体内地下水，降低地下水位，隔离；2设备：a地下水埋藏浅或无连续的含水层时用：明沟,槽沟（排水槽）,渗沟（排水暗沟）等；b地下水埋藏较深或为固定连续含水层时用：渗水隧洞,渗井,渗管或平式钻孔等c多层含水层时用：立式排水设备与其下的平式排水设备相配合第四章路基防护工程【防护原因】：1路基施工改变了元底层的天然平衡状态2不断经受各种错综复杂的自然因素作用3可能会产生各种形态的破坏。为避免减少病害，必须进行坡面防护【分类】：坡面防护：a目的：防止地面水流冲刷,将坡面封闭隔绝，避免与大气接触，阻止岩土进一步风化破坏b措施：植物防护（植草，铺草皮，种树；适用于较缓土质或严重风化的岩质边坡）坡面补强及加固（灌浆，勾缝，抹面，喷射混凝土，混凝土薄板，土工布）砌石护坡（单层干砌片石护坡，浆砌片石护坡，浆砌片石骨架护坡，浆砌片石护墙，钢筋混凝土框架护坡）坡脚冲刷防护a原因：水流冲刷作用，包括动水压力,波浪压力,冰体压力及其他要素，均需要设计防护b措施：直接防护：植物防护，砌石防护，抛石，石笼，柔性板，抗滑桩间接防护：导治，改河（河床较宽，冲刷淤积较平衡，水流性质易改变，且有条件顺河布置横向倒流建筑物（丁坝，顺坝，格坝）时使用）第五章路基支档工程【挡土墙分类】：1轻型挡土墙（锚杆挡土墙，锚定板挡土墙，桩板挡土墙，薄壁挡土墙，加筋土挡土墙）2重力式挡土墙（俯斜直线墙背式挡土墙，仰斜直线墙背式挡土墙，折线墙背式挡土墙，衡重式挡土墙）【挡土墙作用】：稳定边坡，减少土方，防止冲刷，拦挡落石，整治滑坡等土压力计算：【土压力类别】：被动土压力＞静止土压力＞主动土压力【计算理论】：1朗肯土压力理论2库仑土压力理论库仑主动土压力：（论述题）1基本假设：墙后土楔体处于极限平衡状态时滑动面为平面；滑动土楔体为刚体；前后填土为砂性土；在AB和BC滑动面上的抗剪强度均已充分发挥2过程：砂性土黏性土P111-122重力式挡土墙：【组成】：墙身（胸婆+背坡（仰斜墙背，俯斜墙背。。。）），基础，排水设施，伸缩缝【设计与计算】：1墙上力系：主要力系（经常）+附加力系（偶尔）+特殊力系（暂时+灾害）2稳定性检算：抗滑稳定，抗倾覆稳定合力偏心距与基底压力检算墙身截面应力检算地震特殊力时：只考虑水平地震加速度，静力法第六章路基养护与维修路基保养：【内容】：路基土体，排水设备