铁路路基工程课程设计(西南交大)

课程名称：铁路路基工程

设计题目：软土地基加固设计

专业：铁道工程

年级：

姓名：

学号：

设计成绩：

指导教师(签章)

西南交通大学峨眉校区

年月日

设计任务书

专业铁道工程姓名唐强学号20087125

开题日期：2011 年 5 月11 日完成日期：2011 年 6 月10 日

题目软土地基加固设计

一、设计的目的

通过设计，巩固所学的软土地基处理的基本知识，熟悉软土地基处理的原理和方法，从而加深对所学内容的理解，提高综合分析和解决实际工程问题的能力。（参考）

二、设计的内容及要求

1．路基边坡坡度及边坡防护设计

2．计算路堤极限高度

H，判断是否需要采用加固措施；

c

3．通过比选确定应选择何种加固方案；

4．掌握中轴线线下应力的计算和沉降量的计算；

5．固结度修正的计算；

6．绘制路基加固断面图；

三、指导教师评语

四、成绩

指导教师(签章)

年月日

一、设计目的

本课程设计的目的是使学生能综合应用《铁路路基工程》课程所学知识，并熟悉铁路路基设计的基本过程。

二、设计内容

1.路基边坡坡度的设计；

2.路基本体工程的设计；

3.路基边坡防护工程的设计；

4.基底设计（针对软土地区）。

三、设计资料

1.线路资料

常速，直线地段，单线路堤，路堤高m 7，路基面宽m 5.7，边坡坡度75.1:1:1=m ,线路等级按I 级次重型标准，活载换算高度m h 4.30=，宽m l 5.30=。 2.地基条件

地面以下m 13范围内为软土，灰黑色、流态；m 13以下为中砂层，地下水位与地面齐平。软土竖向固结系数为s cm C v /10323-⨯=，径向固结系数为

s cm C r /10

423

-⨯=；

变形模量为2/30cm kg ，泊松比4.0=μ，容重3

/3.17m kN =γ， kPa C u 18=，︒=5.4u ϕ，︒=20cu ϕ。

3.填料

用砂黏土填筑，夯实后容重容重3/18m kN =γ，kPa C u 25=，︒=25ϕ。 4.施工期限

填土时间为14个月，第一级填筑到3.5m （耗时6个月），然后间歇时间为2个月，再填筑到7.0m （再耗时6个月）；两级均为等比例加载。

四、设计及计算要求

1.按规范确定边坡的坡比；

2.按规范确定路基本体的压实要求；（略）

3.选择边坡防护的措施；

4. 计算路堤极限高度c H ,判断是否需要采用加固措施。

5.确定地基处理措施（建议采用普通砂井或袋装砂井或塑料排水板），并设计砂井地基，包括砂井的长度、直径及间距；边坡稳定允许的安全系数为10.1；

（1）假定地基平均固结度U =80%，用固结有效应力法检算路堤的稳定性（考虑通车情况，并列表计算），确定是否可以单独采用袋装砂井(或普通砂井、塑料排水板)进行加固。由于本工点资料较可靠，当全路堤的最小稳定系数

[]10.1min =K K ，可认为是稳定的。

稳定检算时，假设坐标圆点（0，0）取在路堤左边坡的坡脚处，X 轴向右为正，Y 轴向上为正，要求每位同学计算一个圆心，圆弧另一侧的交点分别取在荷载两个边缘点、线路中心处及右边坡。圆心的位置选取参考表2：

（2）用固结有效应力法确定袋装砂井井深(或普通砂井井深、塑料排水板长度)

参考尺寸：如袋装砂井井深8米，井径0.07米，井间距1.2米，梅花形排列。

（3）计算地基表面的接触应力和轴线上地基中各点（从地面算起）的自重应力，附加应力（列表计算）。

（4）计算地基固结沉降量和地基总沉降量（列表计算）。

（5）计算并绘制瞬时加荷Ū-t 曲线及修正Ū-t 曲线。（参考表3）

6.用1:200的比例绘制加固断面及约6米长内的袋装砂井(或普通砂井、塑料排水板)平面布置图。

7.应交文件

说明书、计算单及附图、附表并装订成册。 8.任务分配：

学号尾号为单数的同学：地基处理采用袋装砂井； 学号尾号为双数的同学：地基处理采用塑料排水板。

表3 固结度计算表

附：课程设计要求

1．先手写说明书后录入计算机并打印、装订成册；

2．表格：5个稳定系数计算表、1个沉降计算表、1个固结度计算表

3．图纸（附上标题栏）：

稳定性检算图（1：200，3个），路堤填土进度图（或路堤填土进度、固结度、沉降与时间关系曲线），砂垫层加打袋装砂井加固地基代表性横断面图（1：200），砂垫层加打袋装砂井加固地基代表性半平面图（1：200），

袋装砂井平面布置图（1：50）

→至少用计算机出1张

A图

3

4．总分20分，用时4周（即12学时）；

5．若有抄袭现象（即两人一样）→均以2分计；

6．应交文件：手写说明书（即初稿）、计算单及附图、附表并装订成册。

软土地基加固设计

一、 设计依据

（1）线路资料：

直线地段，单线路堤，路堤高m 7，路基面宽m 5.7，边坡坡度75.1:1:1=m ,线路等级按I 级次重型标准，活载换算高度m h 4.30=，宽m l 5.30=。 （2）地基条件

地面以下m 13范围内为软土，灰黑色、流态；m 13以下为中砂层，地下水位与地面齐平。软土竖向固结系数为s cm C v /10323-⨯=，径向固结系数为

s cm C r /10

423

-⨯=；

变形模量为2

/30cm kg ，泊松比4.0=μ，容重3

/3.17m kN =γ， kPa C u 18=，︒=5.4u ϕ，︒

=20cu ϕ

（3）路堤填料

用砂黏土填筑，夯实后容重容重3/18m kN =γ，kPa C u 25=，︒=25ϕ。 （4）施工期限

填土时间为14个月，第一级填筑到3.5m （耗时6个月），然后间歇时间为2个月，再填筑到7.0m （再耗时6个月）；两级均为等比例加载。

二、 极限高度计算

u

c C 18H =5.52=5.52=5.5218

γ⨯

⨯

填

（m ）

路堤高度H=7m>c H ，路堤和地基必须加固，方能保证安全使用。

三、 加固措施比选

1、

采用换填土

优点：从根本上改善了地基的性质，效果甚佳。

缺点：软土地基厚度占13m ，工程量巨大，显然不经济。