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1、网络精品课程铁路路基工程铁路路基设计荷载主讲：舒玉路基动力特性与稳定性分析路基设计荷载路基荷载作用在路基面上应力静荷载：线路上部结构作用列车活载：列车轮载客货共线：中活载客运专线：ZK活载换算土柱法换算土柱法路基面静载和活载换算成作用相同土体静荷载分布宽度有砟轨道无砟轨道换算高度客货共线铁路路基设计荷载影响因素铁路等级轨道类型设计行车速度轨道条件基床表层填料客货共线铁路路基荷载设计值客运专线路基荷载客运专线路基面设计荷载分析方法同客货共线铁路荷载设计值(TB10621-2014)客运专线路基面动应力研究，计算公式设计值：100KPa运架梁车荷载换算方法公路路基设计手册边坡稳定性分析简介路基边坡
2、类型天然边坡人工边坡边坡稳定性分析方法定性分析方法地质分析法（历史成因分析法）工程地质类比法定量评价方法极限平衡法：条分法、圆弧法、Bishop法、Janbu法、不平衡传递系数法数值分析方法边坡稳定性分析方法影响因素P235分析方法直线破裂面折线破裂面圆弧破裂面直线破裂面概述边坡破坏时破裂面近似平面适用范围均质砂性土，透水的砂、砾、碎石土主要由内摩擦角控制强度的边坡计算方法试算法解析法解析法折线破裂面概述：（称剩余推力法或不平衡推力法）适用范围：斜坡地基或沿软弱层带分析计算方法分块受力分析各分块按极限平衡原理进行稳定性分析分析第1块剩余推力折线破裂面法分析步骤折线破裂面法分析步骤第2块，E10
3、,计入其对第2块的作用同理计算任一块Ei注意：每一块剩余推力大于0，才影响下一块剩余推力小于0，说明此前所有块是稳定的，从下一块再计算某块滑动面倾向与滑动方向相反，其滑动力Ti应为负值，计算时将i取负值即可最后一块的剩余推力小于0，稳定大于0，支挡结构设计折线破裂面法分析步骤折线破裂面法分析步骤例题圆弧破裂面适用范围黏性土自然土坡、人工填筑或开挖的边坡瑞典圆弧法=0均质黏性土边坡圆弧破裂面瑞典条分法滑动土体分成土条土条假定为刚体忽略条间力圆弧破裂面最危险圆弧滑动面确定毕肖普法条分法任一土条受力为静不定问题稳定系数偏小毕肖普补充两个假设条件忽略土条间竖向剪切力对滑动面上的切向力大小作了规定同样不
4、满足所有平衡条件，也不严格毕肖普法计算注意要点试算参数0.2，误差较大。毕肖普法不可行土条为负值，参数趋近于零，N会趋于无限大坡顶土条很大，N0，可取N=0路堤稳定性分析路堤稳定性类型路堤堤身稳定性路堤和地基的整体稳定性路堤沿斜坡地基或软弱层带滑动的稳定性路堤稳定性分析内容计算参数选用路堤稳定安全系数路堤和地基的整体稳定性分析复式滑面稳定性计算参数选用基本技术要求应根据土工试验和原位测试成果，并结合当地经验综合确定路堤填料物理力学指标应根据试验资料确定无试验资料参考表3-27经验数据计算参数选用天然地基抗剪强度指标影响因素地基土应力状态及变化速率、排水条件和应变条件地基处理方法、施工速度、施工
5、阶段、岩土性质试验方法计算参数选用复合地基强度参数散体材料桩的复合抗剪强度指标柔性桩复合地基路堤稳定安全系数安全系数确定分析计算方法分析阶段施工期：施工荷载主要是指架运梁机荷载运营期：路基竣工铺轨后最不利工况条件斜坡软弱地基路堤路堤和地基的整体稳定性分析分析方法瑞典条分法不考虑固结考虑固结考虑固结复式滑面稳定性适用条件地基中存在软弱土层路堤位于斜坡地基或存在软弱滑动带地基分析方法不平衡推力法路堑边坡稳定性分析即天然边坡稳定性分析路堑边坡稳定性分析方法确定规模较大的碎裂结构岩质边坡和土质边坡采用瑞典条分法或简化Bishop计算；直线形破坏边坡宜采用平面滑动面法计算折线形破坏的边坡宜采用不平衡推力
6、法计算结构复杂岩质边坡，采用赤平投影法和实体比例投影法分析及锲形滑动面法进行计算边坡破坏机制复杂时，宜结合数值分析法分析黏性土路堑边坡稳定性分析圆弧法分析考虑裂缝深度考虑裂缝深度范围静水压力岩石路堑边坡稳定性分析定性分析定量分析边坡极限高度岩体结构面摩擦角浸水路堤边坡稳定性分析浸水路堤设计水位以下受水浸泡的河滩、滨河及滨海路基和穿越积水洼地、池塘等地段的路堤按浸水时间长短长期浸水 ，基床病害或列车振动液化季节性浸水，一般时间较短渗透力影响管涌破坏：极端情况稳定性分析：稳定渗流期浸水路堤边坡稳定性分析分析方法：圆弧法渗透力的分析方法替代容重法浸润线以上：不考虑渗透部分：饱和重度，水下抗剪强度低水
7、位以下：浮重度，水下抗剪强度工程简化法渗透力：滑动力水位以下均采用饱和重度浸水路堤边坡稳定性分析浸水路堤设计水位以下受水浸泡的河滩、滨河及滨海路基和穿越积水洼地、池塘等地段的路堤按浸水时间长短长期浸水 ，基床病害或列车振动液化季节性浸水，一般时间较短渗透力影响管涌破坏：极端情况稳定性分析：稳定渗流期边坡稳定性抗震分析震级：衡量一次地震规模大小的数量等级地震仪记录地面运动的振动幅度来测定震级等级地震烈度地震烈度：衡量地震影响和破坏程度的尺度烈度与震级区别震级只与地震释放能量有关，烈度以人的感觉、器物反应、房屋等结构和地表破坏程度等综合评定震级反映地震本身大小，烈度反映地震后果一次地震后，不同地点
8、烈度会受到震级、震中距、震源深度、地质构造、场地条件等多种因素影响震中烈度与震级的对应表地震烈度场地场地工程群体所在地，具有相似反应谱特征我国地震烈度技术标准烈度分布图烈度异常区铁路工程抗震基本概念抗震设防烈度铁路工程地震动水准抗震设计铁路工程抗震性能要求抗震设防烈度抗震设防烈度按国家规定权限批准作为一个地区抗震设防依据的地震烈度设计地震动参数地震动峰值加速度抗震设防烈度和地震动峰值加速度对应关系地震动反应谱特征周期铁路工程地震动水准多遇地震重现期50年，地震动峰值加速度取0.33Ag设计地震重现期为475年，地震动峰值加速度取1.0Ag罕遇地震重现期为2475年，地震动峰值加速度取2.1Ag
9、抗震设计抗震设计：抗御地震灾害的工程设计抗震验算抗震措施：地震作用计算和抗力计算以外的抗震设计内容抗震构造措施根据抗震概念设计原则，一般不需计算而对结构和非结构各部分必须采取的各种细部要求铁路工程抗震性能要求铁路工程抗震设防目标性能要求I地震后不损坏或轻微损坏，能够保持其正常使用功能；结构处于弹性工作阶段；性能要求地震后可能损坏，经修补，短期内能恢复其正常使用功能；结构整体处于非弹性工作阶段：性能要求地震后可能产生较大破坏，但不出现整体倒塌，经抢修后可限速通车：结构处于弹塑性工作阶段铁路路基抗震设防目标及分析方法路基抗震设防目标抗震性能要求 分析方法仍采用静力法按设计地震验算其强度和稳定性采取相应的抗震措施路基工程抗震验算范围影响因素铁路等级、构筑物重要性及修复难易程度确定原则预防为主、保证重点铁路路基工程抗震设计范围6度以上地区级以上铁路路基应进行抗震设计大于9度的地区应做专门研究重点：重力式挡墙、路堑、一般土填筑路堤路堤稳定性验算范围影响因素抗震设防类别地震强度工程地质及水文地质条件路堤高度填料的性质宏观震害调查路堑抗震稳定性验算范围影响因素抗震设防类别地震强度工程地质及水文地质条件路堑边坡高度填料的性质宏观震害调查路基结构抗震受力分析计算力系力系组合地震荷载组合机率路堤与地基抗震稳定性验算水平地震力计算抗震稳定安全系数计算
