《路基工程》课程设计报告

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1、 路基工程课程设计报告路基工程课程设计报告 学生姓名： 学生学号： 班级编号： 指导教师： 2014 年 12 月 6 日 目录目录 一、设计资料 1 二、双线铁路标准路基面的计算 1 三、 换算土柱的计算. 2 四、 最大主动土压力的计算. 2 （一）边界条件下破裂角的计算 2 （二）MATLAB 编程求解最大主动土压力 3 （三）最大主动土压力检算 5 五、挡土墙稳定性的检算 7 （一）假设挡土墙不设倾斜基底，墙厚 B 为 0.8m 7 （二）假设挡土墙不设倾斜基底，墙厚 B 为 1.0m 9 （三）假设挡土墙不设倾斜基底，墙厚 B 为 1.2m. 10 六、附件 （一）路基横断面图 （二

2、）挡土墙断面图 （二）程序数据汇总 路基工程课程设计重力式挡土墙设计 1 路基工程课程设计路基工程课程设计 一、设计资料一、设计资料（依据铁路路基设计规范（TB10001-2005） 某级重型双线铁路， 旅客列车设计行车速度 140km/h， K2+500K3+500 段路堤处于直线地段。基底为土质地基，设置重力式路堤式挡土墙，挡土墙材料为石砌体，墙后填料为不易风化的块石。只考虑主力的作用，且不考虑常水位时静水压力和浮力。设置路堤式重力挡土墙，墙高为 9 米，墙背仰斜坡度为 1:0.25,挡墙上部有 2 米高的路堤填土,填土边坡 1:1.5。地层为硬质岩，基底与地层间的摩擦系数为 0.65，填

3、料的容重为 19kN/m3,填料内摩擦角为 45。，填料与墙背间的摩擦角为 30。，岩石地基容许承载力为 500kPa，片石砌体重度为 22kN/m3,容许压应力为 1.05MPa，容许拉应力为 0.16MPa，容许剪应力为 0.16MPa。路基宽度11.2 米，路肩宽 0.8 米，基床也为不易分化的块石，基底倾斜，坡度为 4%，双线铁路标准线间距为4m， 道床厚度为0.35m。 采用III型钢筋混凝土轨枕和60kg/m的标准钢轨，假设取 1 米长的挡土墙来计算。 二、二、双线铁路标准路基面的计算双线铁路标准路基面的计算 双线标准路基面示意图如下： 查规范得： 路肩宽度 c=0.8m，单线地段

4、道床顶面宽度 A=3.4m，钢轨中心的轨底以下的道床厚度 h=0.35m ， 60kg/m 的钢轨轨头宽度 g=0.073m ，III型钢筋混凝土轨枕埋入道砟的深度 e=0.185m， 道床边坡的坡度 m=1.75， 双线的线间距 D=4.0m， 双线标准路基面宽度mB2 .11。 路基工程课程设计重力式挡土墙设计 2 DAx)2c (2B 22AcDBx mx1.17. 18.0242.11因此双线铁路直线地段路堤横断面尺寸设计图（见附件）。 三、换算土柱的计算换算土柱的计算 双线铁路换算土柱示意图如下： 查规范得： 道床厚度 h=0.35m，换算土柱宽度 l0=3.4m，换算土的重度 19

5、kN/m3，换算土柱的高度 h0=3.2m，堤边坡坡度 1:1.5,道床边坡的坡度 m=1.75。 计算参量如下： 3m21.5a1.5b0 m9 . 1ckx m4 . 3l0 m2 . 3h0 m6 . 04 . 3-4l -DD01 四、四、最大主动土压力的计算最大主动土压力的计算 （一）边界条件下破裂角的计算（一）边界条件下破裂角的计算 查规范得： 重力式挡土墙墙体为石砌体，墙背坡度为 1:0.25，墙后填土为不易风化的块路基工程课程设计重力式挡土墙设计 3 石，重度3/kN19m。内摩擦角45，土与墙背间的摩擦角3032，挡土墙倾角1425. 0arctan，6114-3045-。墙

6、后填土破坏时破裂角的取值范围：90即4514。 不同边界条件下的破裂角示意图如下： ;9 .52,1155.14 114 . 36 . 04 . 39 . 125. 51125. 5tan;4 .45,1115.11 116 . 04 . 39 . 125. 51125. 5tan;8 .43,1155.10 114 . 39 . 125. 51125. 5tan0 .33,1115. 7 119 . 125. 5115 . 275. 2tan5 .25,1125. 5 925 . 275. 2tan5010 540 430 32211lDlkDlklkk；（二）（二）MATLAB 编程求解最

7、大主动土压力编程求解最大主动土压力 1、MATLAB 程序如下： n=1; for i=14.0:0.1:25.5 jd=(i/180)*pi; w=(60.5*tan(jd)-17.625+1/3*(5.25-11*tan(jd)2)*19; Ea1(1,n)=w*cos(jd+pi/4)/sin(jd+61*pi/180); 路基工程课程设计重力式挡土墙设计 4 Ea1(2,n)=i; n=n+1; end n=1; for i=25.5:0.1:33.0 jd=(i/180)*pi; w=(60.5*tan(jd)-17.625)*19; Ea2(1,n)=w*cos(jd+pi/4)/

8、sin(jd+61*pi/180); Ea2(2,n)=i; n=n+1; end n=1; for i=33.0:0.1:43.8 jd=(i/180)*pi; w=(60.5*tan(jd)-17.625+35.2*(tan(jd)-tan(32.4*pi/180)*19; Ea3(1,n)=w*cos(jd+pi/4)/sin(jd+61*pi/180); Ea3(2,n)=i; n=n+1; end n=1; for i=43.8:0.1:45.4 jd=(i/180)*pi; w=(60.5*tan(jd)-17.625+3.4*3.2)*19; Ea4(1,n)=w*cos(jd+

9、pi/4)/sin(jd+61*pi/180); Ea4(2,n)=i; n=n+1; End 路基工程课程设计重力式挡土墙设计 5 2、程序运行截图如下： 3、程序结果破裂角和主动土压力关系图 由破裂角和主动土压力关系图可知， 主动土压力随着破裂角的增大， 先增加再减小，主动土压力最大时，破裂角在 30。40。之间。 4、实验数据汇总（见附件）。 三、最大主动土压力检算三、最大主动土压力检算 1、不同边界破裂角下的检算 I、5 .251521 （不满足条件）（舍去），或，4 . 7-01. 1-49. 0)7 .3314tan(3 .27tan)3 .11cot3 .27(tan3 .27t

10、an)tan(tan)cot(tantan)tan(3 .277 .331430453 .117 .3345-212221iiii路基工程课程设计重力式挡土墙设计 6 II、0 .335 .2521 （满足条件）（舍去）或0 .339 .31425. 2-621. 0tan)5 .60625.17804. 1)(1804. 1 (804. 1)(tancot(tantantan625.1725. 0)922(9213221tan)2(21 215 .60)92(21)(21200022 0ABHaHabBHaAkNBAEa35.86)619 .31sin()459 .31cos()625.17

11、9 .31tan5 .60(19)sin()cos()tan(001 III、8 .430 .3332 （满足条件）（舍去）或）（）7 .34496. 2-692. 0tan)7 .959802.39804. 1)(1804. 1 (804. 1)(tancot(tantantan9802.3925. 04 . 6499212 . 3736. 13(3221tan)22(21)(217 .95)92)(2 . 3292(21)(2(210000000ABhaHHhKbabBHahHaA115. 4531. 2354. 29531. 214tan7 .34tan736. 1 tantan354.

12、 214tan7 .34tan7 .34tan23 tantantan75.24)1430sin(8 .89)sin(32.8614-30cos(8 .89)cos(80.89617 .34sin()457 .34cos()9802.397 .34tan7 .95(19)sin()cos()tan(21321002hhHhKhabhkNEEkNEEkNBAEayaxa）路基工程课程设计重力式挡土墙设计 7 mBBZBZmhhahaHHhhhHhHaHZxyx75825. 014tan033. 3tan033. 3)115. 42 . 32354. 229229(3115. 42 . 33)35

13、4. 29354. 2393(29)22(33)33(2222330122 302 1123IV、4 .458 .4343 不满足条件）（舍去）或(4 .438 .35526. 2-722. 0tan)5 .60505.28804. 1)(1804. 1 (804. 1)(tancot(tantantan505.2525. 0)229(9212 . 34 . 33221tan)2(21 215 .60)92(21)(2130000022 0ABaHHhlabBHaA当4590时，破裂角不再满足限制条件，Ea2=89.8kNEa1=86.35kN,因此当主动土压力最大时，破裂面出现时对应的破裂角

14、7 .34。检算结果与MATLAB 计算结果吻合，即破裂角7 .34，最大主动土压力如下：mHZmZkNEkNkNGxxy5 . 42,033. 3,75.24,32.86E,80.89Exa ,tan2275825. 0HBZBZGyy， 五、挡土墙稳定性的检算五、挡土墙稳定性的检算 （一） 假设挡土墙不设倾斜基底， 墙厚（一） 假设挡土墙不设倾斜基底， 墙厚 B 为为 0.8m。mZmZGyy525. 155825. 1，。 路基工程课程设计重力式挡土墙设计 8 5.1.1 挡土墙沿基底的抗滑动稳定性检算 抗滑系数： 00x tantan(NEEfEENKxxx c）kNEkNEGNkNHBSGkNEEWEGNfWEyykkxxyx75.2415.18375.244 .1584 .15898 . 022132.86,65. 0, 0, 0, 0000量墙背主动土压力竖向分挡土墙自重，3 . 138. 13