课件例题

42.97 0
稳定
2、抗倾覆稳定性验算
Zx 3.35 2 0.25 2.85m 0.9GZG rQ1(EyZx ExZ y )
0.9 238.98 3.35 1.4 (30.02 2.85 51.95 2) 2
334.58 0
稳定
3、地基承载力验P算：N1 N1 AB
GrG rQ1Ey A
ls 23.83(0.01mm) m1 0.1037(MPa) m3 0.1301(MPa)
例 3 ：已知轮载 p0.7Mpa，双圆荷载的直径 d21.3cm，双层连续体系，E050MPa，E1200MPa，h24cm。 试按查图法计算双圆荷载轮隙中心处及相当单圆荷载中心处的弯沉值。 解：按双圆荷载计算：
1
1
400
426.8
解放 SP9200
前轴 31.3
1
1
300
1.9
后轴 78.0
3
1
300
305.4
湘江 HQP40
后轴 73.2
2
1
400
205.9
东风 EQ155
前轴 26.5
1
1
400
1.2
后轴 56.7
2.2
1
400
74.6
注：轴载小于 25KN 的轴载作用不计。
1788.4
8
累计当量轴次： 根据设计规范，一级公路沥青路面的设计年限取 15 年，四车道的车道系数是 0.4～0.5，取 0.45。
用量（%） 7.3 4.0 56.8 15.0
24.2
例 1：如图所示路面结构
（1）设计弯沉值 ld 0.6mm ，求 h2 ? （2）若 h2 250mm ，求 ls ? 解：（1）令 ls ld 0.6mm
则
F 1.63( ls )0.38 ( E0 )0.36 0.7835
2 p
Ne
1
t
1
365 =9N3312998
次
（2）验算半刚性基层层底拉应力中的累计当量轴次
① 轴载换算
验算半刚性基层层底拉应力的轴载换算公式为：
N n
k i1
C1n C2n ni
Pi P
8
计算结果如下表： 轴载换算结果表（半刚性基层层底拉应力）
车型 黄河 JN163
前轴
轴重
交通量 当量交通量
轴数系数 轮组系数
例 4：试分析如图折线坡上路堤的抗滑稳定性 1
计算： 1) 首先求土块①的剩余下滑力； ①的面积：S1＝1/2(4+6)×2+1/2×6×6=28 m2 ①的重量：G1=28×18=504 kN/m ①的抗滑力：R1=1/K[(G1+q⋅b1)cosα1×tgϕ＋c⋅L1]
＝1/1.25[544×0.707×0.268＋10×6.0/0.707] ＝150.36kN/m ①的下滑力：T1=（G1+q⋅b1）sinα1＝544×0.707 ＝384.608 kN/m 所以，①的剩余下滑力为：F1＝T1－R1＝234.25 kN/m 2) F1 当作外力，求土块②的剩余下滑力； ②的面积：S2＝4×8=32 m2 ②的重量：G2=32×18=576 kN/m ②的抗滑力：R2=1/K[(G2+q⋅b2＋F1×0.707)×tgϕ＋c⋅L2]
路基路面工程课件例题
例 1：某路段为粉性土，在最不利季节测得路槽下 80cm 每分层土的天然含水量如下：0.21、0.22、0.23、0.26、 0.25、0.22、0.26、0.2; 土的液限为 0.4，分界相对含水量为 w1=0.55，w2=0.65，w3=0.75，判断该路基的干湿 类型。
例 2：已知某地段是粘性土，Ⅳ3，路表距地下水位高度为 1.58m，预估路面厚度为 30cm，又得知路表距地下
=10.65cm，h/=24/10.65=2.25，E0/ E1=50/200=0.25 查图得 L 0.435，则弯沉值为：
l
2 p E0
L
2 0.7 10.65 50
0.44
（0c.m1）31
7
按单圆荷载计算： 单圆荷载的直径 D =
d = 2 ×21.23 = 30.12 （cm）
h 24 0.80, E0 0.25
(KN)
(次/日) (次/日)
58.6
1
1
400
5.6
江淮 HF150 解放 SP9200 湘江 HQP40 东风 EQ155
G rA1 22
5.5 238.98kN
2
Ex Ea cos( ) 60 cos(14.02 16 ) 51.95kN
Ey Ea sin( ) 60 sin(14.02 16 ) 30.02kN
(0.9G rQ1Ey )u 0.9G tan 0 rQ1Ex
(0.9 238.98 1.430.02) 0.45 1.451.95
例 2 某砂类土路堤填料的内摩擦角为 35 度，如果采用 1：1.5 的边坡，安全系数取 1.25，问该路基是否稳定， 如不稳，可采取什么措施？
例 3 如图路堤横断面,已知填料为砂性土,容重为 18.62kN/m3,粘结力为 0.98kPa,内摩擦角为 35 度,问该路堤边坡 会不会沿滑动面 AB 滑动 (安全系数取 1.25)?
Z y ，已2.知0m墙背填
料的摩察角为
160，墙身的容重为 22kN/m3，地基的摩阻系数为
f=0.45，地基的容许压应力为
[ ] 35，0.验0k算P该a挡土墙的稳定性和地基承载力是否满足要求。
b
Ea
H
Zy
Zx B
1、抗滑稳定性验算：
B b 2h tan 3.35m
0.6 3.35
E0=22MPa
对于沥青混凝土：
Ks
0.09 Ag Ac
N 0.22 e
3.128
R1
sp Ks
1.4 3.128
0.448(MPa)
对于二灰砂砾层： 设计计算结果：
Ks
0.35 Ac
N 0.11 e
2.063
R3
sp Ks
0.6 2.063
0.291(MPa)
h3 431mm
此时
校核假定： 故破裂面交于荷载分布范围内，与假设符合。 （2）求土压力系数、土压力：
4
例 6.2：某俯斜式重力式挡土墙如图所示，墙高为 5.5m,墙面和墙背坡度均为 1：0.25
（ 14.02）0，挡土墙顶宽 b=0.6m。经计算其墙背的主动土压力为
60.00kN，土压力其作用点到墙底的垂直距离为
D 30.12
E1
查图 14-4 得0.44，则弯沉值为：
l
pD E
L
0.7 30.12 0.44 0.（18cm6） 50
例 4 甲乙两地之间计划修建一条四车道的一级公路，在使用期内交通量的年平均增长率为 10%。该路段处 于 IV7 区，为粉质土，稠度为 1.00，沿途有大量碎石集料，并有石灰供给。预测该路竣工后第一年的交通组成 如下表 14-14 所示，试进行路面结构设计。
(b mh)h 1.36m2
b 2 1 m2 h 3.384m2 R 0.402m
C 1 RY 1 R0.25 31.85 n 0.025
V C Ri 1.428m/s
Q V 1.361.428 1.94m3/s Qs 可见沟渠尺寸偏小。
再设 b 0.5m, h 0.83m，同样计算得 Q V 1.4481.462 2.12m3/s Qs
符合设计要求，故可确定该排水沟底宽0.5m，水深0.83m， 沟深为0.83+0.2=1.03m。
1 某沥青路面施工结束后实测其视容重为 2.37 ，各组成材料的配合比及容重见下表，试计算其压实度和空隙率。
材 料 沥青 石粉 0/2 粒料 2/4 粒料 4/6 粒料
密度（ ） 1.03 2.67 2.82 2 .54 2.81
1.011107
沥青混凝土
沥青碎石
h1=90mm h2=60mm
E1=1400,2000MPa σsp=1.4MPa E2=700MPa
二灰砂砾 h3=? mm E3=1500MPa σsp=0.6MPa
解：
ld
600 N 0.2
e
Ac As Ab
23.83(0.01mm)
级配碎石 粗砂 路基
h4=150mm E4=250MPa h5=200mm E5=90MPa
0.987
p=0.7MPa,δ=106.5mm
h1=100mm h2= ? mm
E1=1500MPa E2=700MPa E0=45MPa
6
由
K
2
,
h1
0.94,
E0 E2
0.064 ，可查得
h2
1.93
因此 h2 1.93106.5 206mm
（2）若 h2
250mm ，则 h2
2.35
＝1/1.25[781.61×0.268＋10×4.0] ＝199.58 kN/m ②的下滑力：T2=F1×0.707＝234.25×0.707 ＝165.61kN/m ②的剩余下滑力为：F2＝T2－R2＝-33.97 kN/m<0， 也即①和②可以自平衡，所以令 F2 为 0，不带入下块计算。 3) 求土块③的剩余下滑力； ③的面积：S3＝1/2×8×8=32 m2 ③的重量：G3=32×18=576 kN/m ③的抗滑力：R3=1/K[G3×cosα2×tgϕ＋c⋅L3] ＝1/1.25[576×0.97×0.268＋10×8.0/0.97] ＝185.8 kN/m ③的下滑力：T3= G3×sinα2＝576×0.242 ＝139.4 kN/m ③的剩余下滑力为：F3＝T3－R3＝-46.4 kN/m<0 4) 因为③的剩余下滑力小于 0，折线路堤满足抗滑要求。
由于
ls
lL
F
2 p E1
c
F
2 p E1
K1K2
F
因此
K2
2 p
ls E1 K1 F
查诺模图得
f (h1 , E2 ) f (0.94, 0.467) 9.08 E1
K1
f
( h1
,
E0 ) E2
f
(0.94, 0.064)
0.86
K2
2
0.6 1500 0.7106.5 9.08 0.86 0.7835
2
例 5 计算如下浸水路堤的边坡稳定性。
例 6.1 有一路肩挡土墙，墙高 H=5m，墙身及路基断面尺寸如图所示，试计算该挡土墙所受主动土压力。墙 后填土γ=17kN /m3, ϕ＝35°，
δ＝（2/3）ϕ。
（1）求破裂角θ 根据已知条件得 假设破裂面交于荷载分布范围以外
3
计算结果显然与原假设不符合。故重新假定破裂面交于荷载分布范围内，按公式计算
查图得 9.08, K1 0.86, K2 0.893
lL
2 p E1
K1K2
0.693
F
1.63( ls 2
)0.38 ( E0 p
)0.36
0.9513ls0.38
由于 ls lL F 0.6593ls0.38 所以 ls 0.51mm
p=0.7MPa,δ=106.5mm
例2：如图所示路面结构，已知 Ne 次，试设计第3层的厚度。
车型
当量轴次 (次/ 轴重(KN) 轴数系数 轮组系数 交通量(次/日)
日)
三菱 T653B
前轴 29.3
1
1
300
1.4
后轴 48.0
1
1
300
12.3
黄河 JN163
前轴 58.6
1
1
400
39.1
后轴 114.0
1
1
400
707.3
江淮 HF150
前轴 45.1
1
1
型
前轴重 (KN)
后轴重 (KN)
后轴数
后轴轮组数
后轴距
交通量 (次/日)
三菱 T653B
29.3
48.0
1
双轮组
—
300
黄河 JN163
58.6
114.0
1
双轮组
—
400
江淮 HF150
45.1 101.5
1
双轮组
—
400
解放 SP9200
31.3
78.0
3
双轮组
>3m
300
湘江 HQP40
23.1
73.2
2
双轮组
>3m
400
东风 EQ155
26.5
56.7
2
双轮组
3m 400
解：1．轴载分析：路面设计以双轮组单轴载 100KN 为标准轴载。
(1)以设计弯沉值为指标及验算沥青层层底拉应力中的累计当量轴次
轴载换算采用如下的计算公式：
N
k i1
C1C2ni
Pi P
4.35
轴载换算结果表（弯沉）
238.981.2 1.4 30.02
5
3.35
98.15 350.0kPa
满足要求
5）明渠设计示例 例如，对称梯形排水沟，已知 i 0.005, m 1.5, n 0.025,Qs 2.10m3/s 试设计排水沟的尺寸。 解：采用试算法，设 b 0.5m, h 0.8m ，则
长期积水高度为 0.75m，查得有关资料如下：地下水：H1=1.5~1.7 H2=1.1~1.2
H3=0.8~0.9； 地表长
期积水：H1=0.8~0.9 H2=0.5~0.6 H3=0.3~0.4， 判断该地段的干湿类型。
例 1: 如图所示路堤由双层土体组成,试确定边坡稳定性验算参数 c、tg 、r 值。