02路基土的特性及設計參數(shù)資料

1、school of transportation southeast university，china 東南大學道路與鐵道工程國家重點學科東南大學道路與鐵道工程國家重點學科路基路面工程路基路面工程pavement engineering國家精品課程國家精品課程東南大學東南大學 道路與鐵道工程道路與鐵道工程 國家重點學科國家重點學科highway and railway engineering, national key discipline東南大學交通學院東南大學交通學院路基路面工程教學小組路基路面工程教學小組tel:025-8379 5184第二章第二章路基土的特性及設計參數(shù)路基土的特性及設

2、計參數(shù)東南大學交通學院東南大學交通學院路基路面工程教學小組路基路面工程教學小組tel:025-8379 5184school of transportation southeast university，china 東南大學道路與鐵道工程國家重點學科東南大學道路與鐵道工程國家重點學科主要內容主要內容第一節(jié)第一節(jié) 路基土的分類及工程特性路基土的分類及工程特性第二節(jié)第二節(jié) 路基水溫狀況及干濕類型路基水溫狀況及干濕類型第三節(jié)第三節(jié) 路基的力學強度特性路基的力學強度特性第四節(jié)第四節(jié) 路基的承載能力及材料參數(shù)路基的承載能力及材料參數(shù)school of transportation southeast u

3、niversity，china 東南大學道路與鐵道工程國家重點學科東南大學道路與鐵道工程國家重點學科第一節(jié)第一節(jié) 路基土的分類及工程特性路基土的分類及工程特性u核心內容核心內容路基土的分類路基土的分類路基土的工程性質路基土的工程性質路基填料的選擇路基填料的選擇土是巖石經(jīng)過風化后在不同條件下形成的自然歷史的產(chǎn)物土是巖石經(jīng)過風化后在不同條件下形成的自然歷史的產(chǎn)物搬運、沉積搬運、沉積 風化風化巖石巖石地球土土地球形成過程形成過程形成條件形成條件物理、力學物理、力學性質性質影響影響第一節(jié)第一節(jié) 路基土的分類及工程特性路基土的分類及工程特性school of transportation southea

4、st university，china 東南大學道路與鐵道工程國家重點學科東南大學道路與鐵道工程國家重點學科1 1、路基土的分類、路基土的分類u不同粒組的劃分界限及范圍不同粒組的劃分界限及范圍其中：以其中：以60mm作為作為粗粒組與巨粒組粗粒組與巨粒組的分界；的分界； 以以0.075mm作為作為細粒組與粗粒組細粒組與粗粒組的分界；的分界； 2mm是是粗粒組中的礫與砂粒粗粒組中的礫與砂粒的區(qū)分界限；的區(qū)分界限； 0.002mm是是粘粒與粉粒粘粒與粉粒的區(qū)分界限。的區(qū)分界限。school of transportation southeast university，china 東南大學道路與鐵道工

5、程國家重點學科東南大學道路與鐵道工程國家重點學科我國公路用土分類包括巨粒土、粗粒土、細粒我國公路用土分類包括巨粒土、粗粒土、細粒土和特殊土四類，計土和特殊土四類，計12種種。1 1、路基土的分類、路基土的分類school of transportation southeast university，china 東南大學道路與鐵道工程國家重點學科東南大學道路與鐵道工程國家重點學科不均勻系數(shù)不均勻系數(shù)cu 和曲率系數(shù)和曲率系數(shù)cc1 1、路基土的分類、路基土的分類school of transportation southeast university，china 東南大學道路與鐵道工程國家重點學

6、科東南大學道路與鐵道工程國家重點學科土的基本代號土的基本代號1 1、路基土的分類、路基土的分類school of transportation southeast university，china 東南大學道路與鐵道工程國家重點學科東南大學道路與鐵道工程國家重點學科土類區(qū)分的依據(jù)土類區(qū)分的依據(jù)一般以主成分粒組進行定義，控制一般以主成分粒組進行定義，控制主成分粒組主成分粒組的比例在的比例在50%以以上，而特殊土則分為上，而特殊土則分為黃土、膨脹土、紅粘土黃土、膨脹土、紅粘土、鹽漬土和、鹽漬土和凍土凍土，前三者按前三者按特殊塑性圖特殊塑性圖上的位置定名，上的位置定名，鹽漬土鹽漬土按含鹽百分率分類。

7、按含鹽百分率分類。碎石在土類中的位置碎石在土類中的位置碎石是人工開采的土類，一般與礫相近。碎石是人工開采的土類，一般與礫相近。1 1、路基土的分類、路基土的分類巨粒土和粗粒土巨粒土和粗粒土粒組含量粒組含量級配指標級配指標細粒土細粒土塑性圖塑性圖school of transportation southeast university，china 東南大學道路與鐵道工程國家重點學科東南大學道路與鐵道工程國家重點學科u1）巨粒土）巨粒土試樣中巨粒組粗顆粒試樣中巨粒組粗顆粒(大于大于60mm的顆粒的顆粒)質量多于總質量多于總質量質量15%的土稱為巨粒土。如果巨粒組土粒質量少的土稱為巨粒土。如果巨粒組

8、土粒質量少于或等于總質量于或等于總質量15%的土，可扣除巨粒，按粗粒土的土，可扣除巨粒，按粗粒土或細粒土的相應規(guī)定分類定名?；蚣毩Ｍ恋南鄳?guī)定分類定名。 巨粒土巨粒土1、路基土的分類、路基土的分類school of transportation southeast university，china 東南大學道路與鐵道工程國家重點學科東南大學道路與鐵道工程國家重點學科1、路基土的分類、路基土的分類u2）粗粒土）粗粒土試樣中粗粒組含量大于試樣中粗粒組含量大于50%的土稱為粗粒土，粗粒的土稱為粗粒土，粗粒土分礫類土和砂類土二種；土分礫類土和砂類土二種；礫粒組礫粒組(2mm-60mm的顆粒的顆粒)質量

9、多于砂粒組質量的土稱為質量多于砂粒組質量的土稱為礫類土。礫類土。礫粒組礫粒組(2mm-60mm的顆粒的顆粒)質量少于或等于砂粒組質量的質量少于或等于砂粒組質量的土稱為砂類土。土稱為砂類土。 school of transportation southeast university，china 東南大學道路與鐵道工程國家重點學科東南大學道路與鐵道工程國家重點學科粗粒土粗粒土1、路基土的分類、路基土的分類粗粒土粗粒土school of transportation southeast university，china 東南大學道路與鐵道工程國家重點學科東南大學道路與鐵道工程國家重點學科u3）細粒土

10、）細粒土細粒組細粒組(小于小于0.075mm的顆粒的顆粒)質量不小于總質量質量不小于總質量50%的土總稱為細粒土。的土總稱為細粒土。細粒土應按其在塑性圖（低液限細粒土應按其在塑性圖（低液限wl50%；高液限；高液限wl50%）中的位置確定土名稱。）中的位置確定土名稱。 細粒土塑性圖細粒土塑性圖1、路基土的分類、路基土的分類school of transportation southeast university，china 東南大學道路與鐵道工程國家重點學科東南大學道路與鐵道工程國家重點學科細粒土細粒土1、路基土的分類、路基土的分類u3）細粒土）細粒土school of transportat

11、ion southeast university，china 東南大學道路與鐵道工程國家重點學科東南大學道路與鐵道工程國家重點學科1、路基土的分類、路基土的分類特殊土塑性圖特殊土塑性圖u特殊土特殊土包括黃土、膨脹土、紅黏土、鹽漬土和凍土。包括黃土、膨脹土、紅黏土、鹽漬土和凍土。黃土、膨脹土和紅黏土按黃土、膨脹土和紅黏土按特殊土塑性圖特殊土塑性圖定名。定名。黃土：低液限黏土（黃土：低液限黏土（cly），分布范圍大部分在），分布范圍大部分在a線以上，且線以上，且wl50%；紅黏土：高液限粉土（紅黏土：高液限粉土（mhr），分布范圍大部分在），分布范圍大部分在a線以下，且線以下，且wl55%。鹽漬土

12、分類表鹽漬土分類表 凍土分類表凍土分類表school of transportation southeast university，china 東南大學道路與鐵道工程國家重點學科東南大學道路與鐵道工程國家重點學科認識清楚路基及路面底基層用土的工程性質，則可根據(jù)不同認識清楚路基及路面底基層用土的工程性質，則可根據(jù)不同的土類采取不同的工程技術措施：的土類采取不同的工程技術措施：級配良好的礫石混合料級配良好的礫石混合料是良好的路基路面材料是良好的路基路面材料；巨粒土巨粒土是良好的路基材料；是良好的路基材料；砂性土砂性土是施工效果最優(yōu)的路基建材；是施工效果最優(yōu)的路基建材；粘性土粘性土是較常見、效果也較

13、好的路基路面建材；是較常見、效果也較好的路基路面建材；2 2、路基土的工程性質、路基土的工程性質school of transportation southeast university，china 東南大學道路與鐵道工程國家重點學科東南大學道路與鐵道工程國家重點學科3、路基填料的選擇、路基填料的選擇u路基填料路基填料路基填料指的是路堤施工中的填方筑路材料。路基填料指的是路堤施工中的填方筑路材料。u填料選擇要求填料選擇要求路基填料應選擇強度高、水穩(wěn)性好、壓縮性小，且路基填料應選擇強度高、水穩(wěn)性好、壓縮性小，且運輸便利、施工方便的天然土源。運輸便利、施工方便的天然土源。路基填料選擇依據(jù)的指標是路

14、基填料選擇依據(jù)的指標是cbr值。值。 u公路工程中常見的填料類型公路工程中常見的填料類型漂石、卵石（巨粒土）與粗礫石漂石、卵石（巨粒土）與粗礫石土石混合料土石混合料礫類土、砂類土礫類土、砂類土school of transportation southeast university，china 東南大學道路與鐵道工程國家重點學科東南大學道路與鐵道工程國家重點學科第二節(jié)第二節(jié) 路基的水溫狀況與干濕類型路基的水溫狀況與干濕類型u核心內容核心內容路基濕度的來源路基濕度的來源大氣濕度及其對路基水溫狀況的影響大氣濕度及其對路基水溫狀況的影響路基干濕類型路基干濕類型路基土的基質吸力與飽和度路基土的基質吸力

15、與飽和度school of transportation southeast university，china 東南大學道路與鐵道工程國家重點學科東南大學道路與鐵道工程國家重點學科1、路基濕度的來源、路基濕度的來源school of transportation southeast university，china 東南大學道路與鐵道工程國家重點學科東南大學道路與鐵道工程國家重點學科1、路基濕度的狀況、路基濕度的狀況路基水的來源路基水的來源原始土原始土具有的自然含水量，路基水的主要來源有：具有的自然含水量，路基水的主要來源有：大氣降水；大氣降水；地面水；地面水；地下水；地下水；毛細上升水；毛細

16、上升水；水蒸汽凝結水；水蒸汽凝結水；薄膜移動水薄膜移動水 school of transportation southeast university，china 東南大學道路與鐵道工程國家重點學科東南大學道路與鐵道工程國家重點學科2、大氣溫度及其對路基水溫狀況的影響、大氣溫度及其對路基水溫狀況的影響路基路基水溫水溫狀況及其變化狀況及其變化路基路基水溫水溫狀況是狀況是濕度與溫度變化對路基產(chǎn)生的共同影響濕度與溫度變化對路基產(chǎn)生的共同影響;地下水與溫度共同作用造成路基濕度的變化，最典型的是地下水與溫度共同作用造成路基濕度的變化，最典型的是路基凍脹路基凍脹與與翻漿現(xiàn)象翻漿現(xiàn)象。凍脹丘凍脹丘 pingo

17、熱融熱融thaw路基凍脹school of transportation southeast university，china 東南大學道路與鐵道工程國家重點學科東南大學道路與鐵道工程國家重點學科2、大氣溫度及其對路基水溫狀況的影響、大氣溫度及其對路基水溫狀況的影響溫度造成溫度造成路基體路基體的膨脹與收縮，甚至引起路基的凍脹；的膨脹與收縮，甚至引起路基的凍脹；溫度造成溫度造成水泥砼路面水泥砼路面的溫度應力及條塊分割；的溫度應力及條塊分割；溫度造成溫度造成瀝青混凝土路面瀝青混凝土路面的塑性變形累積及低溫開裂的塑性變形累積及低溫開裂。路面開裂路面開裂school of transportation

18、 southeast university，china 東南大學道路與鐵道工程國家重點學科東南大學道路與鐵道工程國家重點學科3 3、路基的干濕類型、路基的干濕類型路基的干濕狀態(tài)路基的干濕狀態(tài) 路基分為四種干濕狀態(tài)：路基分為四種干濕狀態(tài)： 干燥、中濕、潮濕和過濕干燥、中濕、潮濕和過濕路基干濕狀態(tài)的要求路基干濕狀態(tài)的要求 一般要求處于一般要求處于干燥或中濕干燥或中濕狀態(tài)狀態(tài)路基干濕類型的劃分指標路基干濕類型的劃分指標-稠度稠度 以分界稠度以分界稠度 c1、 c2、 c3作為劃分指標作為劃分指標路基干濕類型的最新劃分指標建議路基干濕類型的最新劃分指標建議 以以土的基質吸力土的基質吸力作為劃分指標作為

19、劃分指標)()(pllcwwwwwschool of transportation southeast university，china 東南大學道路與鐵道工程國家重點學科東南大學道路與鐵道工程國家重點學科3 3、路基的干濕類型、路基的干濕類型各自然區(qū)劃路基干濕分界稠度各自然區(qū)劃路基干濕分界稠度下頁續(xù)表2-7 school of transportation southeast university，china 東南大學道路與鐵道工程國家重點學科東南大學道路與鐵道工程國家重點學科各自然區(qū)劃路基干濕分界稠度各自然區(qū)劃路基干濕分界稠度接上頁3 3、路基的干濕類型、路基的干濕類型school of

20、transportation southeast university，china 東南大學道路與鐵道工程國家重點學科東南大學道路與鐵道工程國家重點學科 3 3、路基的干濕類型、路基的干濕類型老路：求算老路：求算平均稠度平均稠度，查表確定干濕類型，查表確定干濕類型原有道路的土基以下原有道路的土基以下80cm范圍內的平均稠度范圍內的平均稠度 ，應在不利季節(jié)測定。如當?shù)赜蟹遣焕竟?jié)與不利季節(jié)應在不利季節(jié)測定。如當?shù)赜蟹遣焕竟?jié)與不利季節(jié)的路基濕度換算關系時，可在非不利季節(jié)測定，再換的路基濕度換算關系時，可在非不利季節(jié)測定，再換算為不利季節(jié)的數(shù)值使用。算為不利季節(jié)的數(shù)值使用。 nwwnicic1cw

21、school of transportation southeast university，china 東南大學道路與鐵道工程國家重點學科東南大學道路與鐵道工程國家重點學科3 3、路基的干濕類型、路基的干濕類型路基干濕類型的劃分標準路基干濕類型的劃分標準表表2-7路基極不穩(wěn)定，冰凍區(qū)春融翻路基極不穩(wěn)定，冰凍區(qū)春融翻漿，非冰凍區(qū)彈簧，路基經(jīng)處漿，非冰凍區(qū)彈簧，路基經(jīng)處理后方可鋪筑路面，路基高度理后方可鋪筑路面，路基高度過濕過濕路基上部土層處于地下水或地路基上部土層處于地下水或地表積水毛細影響區(qū)內，路基高表積水毛細影響區(qū)內，路基高度度潮濕潮濕路基上部土層處于地下水或地路基上部土層處于地下水或地表水

22、影響的過渡帶區(qū)內，路基表水影響的過渡帶區(qū)內，路基高度高度中濕中濕路基干燥穩(wěn)定，路面強度和穩(wěn)路基干燥穩(wěn)定，路面強度和穩(wěn)定性不受地下水和地表積水影定性不受地下水和地表積水影響。路基高度響。路基高度 干燥干燥一般特性一般特性路基平均稠度 與分界相對稠度的關系路基干濕類型路基干濕類型1ccww1hhcw12cccwww23cccwww3ccww21hhh32hhh3hhschool of transportation southeast university，china 東南大學道路與鐵道工程國家重點學科東南大學道路與鐵道工程國家重點學科1ccww12cccwww23cccwww3ccww3 3、路基

23、的干濕類型、路基的干濕類型新路：以新路：以路基臨界高度路基臨界高度為判別標準為判別標準 與分界稠度相對應的路基與分界稠度相對應的路基離地下水位或地表積水水位離地下水位或地表積水水位的高度稱為的高度稱為路基臨界高度路基臨界高度h h。即：即： h h1 1相對應于相對應于w wc1c1，為干燥和，為干燥和中濕狀態(tài)的中濕狀態(tài)的分界標準分界標準； h h2 2相對應于相對應于w wc2c2，為中濕與，為中濕與潮濕狀態(tài)的潮濕狀態(tài)的分界標準分界標準； h h3 3相對應于相對應于w wc3c3，為潮濕和，為潮濕和過濕狀態(tài)的過濕狀態(tài)的分界標準分界標準。3cw1cw2cww圖圖 路基臨界高度與路基干路基臨界

24、高度與路基干濕類型濕類型h1 、 h2 、 h3見表見表2-9school of transportation southeast university，china 東南大學道路與鐵道工程國家重點學科東南大學道路與鐵道工程國家重點學科4 4、路基土的基質吸力與飽和度、路基土的基質吸力與飽和度u路基濕度設計狀態(tài)路基濕度設計狀態(tài)路基濕度路基濕度平衡濕度狀況平衡濕度狀況竣工竣工23年年路基實際的設計狀態(tài)路基實際的設計狀態(tài)平衡濕度狀況，與回彈模量室內試平衡濕度狀況，與回彈模量室內試驗條件不完全一致驗條件不完全一致, ,因此：因此：路基濕度設計狀態(tài)路基濕度設計狀態(tài)回彈模量室內試驗條回彈模量室內試驗條件濕

25、度（標準狀態(tài)）件濕度（標準狀態(tài)）平衡濕度狀態(tài)下的路基回彈模量平衡濕度狀態(tài)下的路基回彈模量= = 標準條件下的模量標準條件下的模量濕度調整系數(shù)濕度調整系數(shù)(tmi)(tmi)school of transportation southeast university，china 東南大學道路與鐵道工程國家重點學科東南大學道路與鐵道工程國家重點學科4 4、路基土的基質吸力與飽和度、路基土的基質吸力與飽和度u采用基質吸力指標的原因采用基質吸力指標的原因采用平均稠度指標作為路基濕度評價指標，雖然綜采用平均稠度指標作為路基濕度評價指標，雖然綜合了土的塑性特性，包含了液限與塑限，也能反映合了土的塑性特性，包

26、含了液限與塑限，也能反映土的軟硬程度。土的軟硬程度。對于塑性指數(shù)為零或接近于零的土組，土的平均稠對于塑性指數(shù)為零或接近于零的土組，土的平均稠度不能全面反映路基土的工作狀態(tài)。度不能全面反映路基土的工作狀態(tài)。)()(pllcwwwww0)(plwwschool of transportation southeast university，china 東南大學道路與鐵道工程國家重點學科東南大學道路與鐵道工程國家重點學科4 4、路基土的基質吸力與飽和度、路基土的基質吸力與飽和度u重力含水率重力含水率(w)、體積含水率、體積含水率(w)和飽和度和飽和度(s)gs和和d一定時，三者均能有效表征路基濕度狀況

27、。一定時，三者均能有效表征路基濕度狀況。濕度變化導致土體體積變化，濕度變化導致土體體積變化，w不變而不變而s和和w發(fā)生變發(fā)生變化，化，s和和w表征路基濕度實際情況，故均可采用，因表征路基濕度實際情況，故均可采用，因 s直觀，直觀，采用飽和度采用飽和度s作為路基濕度的評價指標。作為路基濕度的評價指標。11ddwsswssgdwwwswsge11swswdsdwwsg三者三者關系式關系式school of transportation southeast university，china 東南大學道路與鐵道工程國家重點學科東南大學道路與鐵道工程國家重點學科4 4、路基土的基質吸力與飽和度、路基土的

28、基質吸力與飽和度基于非飽和土力學中土水特性曲線理論預估路基濕度基于非飽和土力學中土水特性曲線理論預估路基濕度u土的基質吸力與飽和度之間關系土的基質吸力與飽和度之間關系如何確定如何確定基質吸力？基質吸力？school of transportation southeast university，china 東南大學道路與鐵道工程國家重點學科東南大學道路與鐵道工程國家重點學科01002003004005006007000.010.020.030.040.050.0地下水位(m)基質吸力(kpa)4 4、路基土的基質吸力與飽和度、路基土的基質吸力與飽和度 基質吸力影響因素基質吸力影響因素路基相對高度

29、大于路基相對高度大于12m時，路基土基質吸力主要與氣候指標時，路基土基質吸力主要與氣候指標相關，包括相關，包括平均相對濕度、降雨天數(shù)和平均相對濕度、降雨天數(shù)和tmi。school of transportation southeast university，china 東南大學道路與鐵道工程國家重點學科東南大學道路與鐵道工程國家重點學科4 4、路基土的基質吸力與飽和度、路基土的基質吸力與飽和度 建立建立tmi-wpi基質吸力基質吸力hm(kpa)預估模型預估模型 參數(shù)標定參數(shù)標定/ tmim h mwhye地下水位控制的基質吸力預估模型地下水位控制的基質吸力預估模型氣候因素控制的基質吸力預估模

30、型氣候因素控制的基質吸力預估模型school of transportation southeast university，china 東南大學道路與鐵道工程國家重點學科東南大學道路與鐵道工程國家重點學科4 4、路基土的基質吸力與飽和度、路基土的基質吸力與飽和度u基質吸力預估模型回歸參數(shù)基質吸力預估模型回歸參數(shù)wpi00.300419.07133.4515.00.50.300521.50137.3016.050.300663.50142.5017.5100.300801.00147.6025.0200.300975.00152.5032.0500.3001171.20157.5027.8sch

31、ool of transportation southeast university，china 東南大學道路與鐵道工程國家重點學科東南大學道路與鐵道工程國家重點學科第三節(jié)第三節(jié) 路基的力學強度特性路基的力學強度特性u核心內容核心內容路基受力情況路基受力情況路基工作區(qū)路基工作區(qū)路基土的受力特性路基土的受力特性重復荷載對路基土的影響重復荷載對路基土的影響路基自重應力：路基自重應力： zb 路基任意點：路基任意點：bz一、路基受力情況一、路基受力情況25 . 21dzpz車輪荷載應力：車輪荷載應力： 1）均布荷載）均布荷載 2）集中荷載）集中荷載0.5k ,2一般zpkz在路基某一深度在路基某一深

32、度za處，當處，當車輪荷載引起的垂直應力車輪荷載引起的垂直應力與與路基土路基土自重引起的垂直應力自重引起的垂直應力相比所占比例很小，僅為相比所占比例很小，僅為1/101/5時，時，該深度該深度za范圍內的路基稱為路基工作區(qū)。范圍內的路基稱為路基工作區(qū)。概念：概念： 該深度該深度za隨車輛荷載增大而隨車輛荷載增大而增大，隨路面的強度和厚度增大，隨路面的強度和厚度的增加而減小。的增加而減小。 工作區(qū)內：強度、穩(wěn)定性重要，壓實度提高。工作區(qū)內：強度、穩(wěn)定性重要，壓實度提高。 討論工作區(qū)？討論工作區(qū)？對模量不同的路面結構對模量不同的路面結構 ，應將，應將路面折算為與路基同一性質的路面折算為與路基同一性

33、質的整體后，再進行計算。整體后，再進行計算。5 . 2011eehhinii要求：要求： 二、路基工作區(qū)（二、路基工作區(qū)（work zone）school of transportation southeast university，china 東南大學道路與鐵道工程國家重點學科東南大學道路與鐵道工程國家重點學科二、路基工作區(qū)（二、路基工作區(qū)（work zone）u路基工作區(qū)深度路基工作區(qū)深度u公路設計標準車：黃河公路設計標準車：黃河jn150-后軸重后軸重100kn，壓力，壓力0.707mpa0.5k,3一般knpzaschool of transportation southeast un

34、iversity，china 東南大學道路與鐵道工程國家重點學科東南大學道路與鐵道工程國家重點學科三、路基土的受力特性三、路基土的受力特性u1、土的非線性特性、土的非線性特性路基土的應力路基土的應力應變關系除了非線性特性之外，還應變關系除了非線性特性之外，還表現(xiàn)出彈塑性性質。表現(xiàn)出彈塑性性質。 school of transportation southeast university，china 東南大學道路與鐵道工程國家重點學科東南大學道路與鐵道工程國家重點學科三、路基土的受力特性三、路基土的受力特性u2 2、路基土應力路基土應力應變狀態(tài)評定應變狀態(tài)評定-模量模量 lpaer002021lp

35、aer a41020 lpae214020路基在圓形承載板下的壓力與撓度分布曲線路基在圓形承載板下的壓力與撓度分布曲線（a）柔性承載板）柔性承載板 （b）剛性承載板）剛性承載板 p rpr 2 p rpaar1222school of transportation southeast university，china 東南大學道路與鐵道工程國家重點學科東南大學道路與鐵道工程國家重點學科三、路基土的受力特性三、路基土的受力特性u2 2、路基土應力路基土應力應變狀態(tài)評定應變狀態(tài)評定-模量模量壓實試驗曲線壓實試驗曲線 school of transportation southeast univer

36、sity，china 東南大學道路與鐵道工程國家重點學科東南大學道路與鐵道工程國家重點學科三、路基土的受力特性三、路基土的受力特性u2 2、路基土應力路基土應力應變狀態(tài)評定應變狀態(tài)評定-模量模量（1 1）初始切線模量）初始切線模量應力值為零時的應力應力值為零時的應力-應變曲線的正切，如圖應變曲線的正切，如圖，代表加荷開始時土的應力，代表加荷開始時土的應力-應變關系。應變關系。（2 2）切線模量）切線模量某一應力級位處應力某一應力級位處應力-應變曲線的斜率，如圖應變曲線的斜率，如圖，反映土在該級位應力反映土在該級位應力-應變變化的精確關系。應變變化的精確關系。（3 3）割線模量）割線模量以某一應

37、力值對應的曲線上的點同起始點相連的割以某一應力值對應的曲線上的點同起始點相連的割線的斜率，如圖線的斜率，如圖，反映在該應力級范圍內的應力，反映在該應力級范圍內的應力-應變關系的平均情應變關系的平均情況。況。（4 4）回彈模量）回彈模量應力卸除階段應力應力卸除階段應力-應變曲線的割線模量，如圖應變曲線的割線模量，如圖，反映土在回彈變形范圍內的應力，反映土在回彈變形范圍內的應力-應變關系的平均情況。應變關系的平均情況。 school of transportation southeast university，china 東南大學道路與鐵道工程國家重點學科東南大學道路與鐵道工程國家重點學科三、路基

38、土的受力特性三、路基土的受力特性u3、土基的流變性質、土基的流變性質 rheological property土的變形隨時間變化的關系。土在荷載作用下的變形不僅土的變形隨時間變化的關系。土在荷載作用下的變形不僅與荷載大小有關，而且還與荷載作用的持續(xù)時間有關，是與荷載大小有關，而且還與荷載作用的持續(xù)時間有關，是一種具有流變性質的材料。一種具有流變性質的材料。 school of transportation southeast university，china 東南大學道路與鐵道工程國家重點學科東南大學道路與鐵道工程國家重點學科四、重復荷載對路基土的影響四、重復荷載對路基土的影響u隨著作用次數(shù)的

39、增加，產(chǎn)生塑性變形的積累，總變形隨著作用次數(shù)的增加，產(chǎn)生塑性變形的積累，總變形量逐漸增大。量逐漸增大。school of transportation southeast university，china 東南大學道路與鐵道工程國家重點學科東南大學道路與鐵道工程國家重點學科第四節(jié)第四節(jié) 路基的承載能力及材料參數(shù)路基的承載能力及材料參數(shù)u核心內容核心內容路基的承載力參數(shù)路基的承載力參數(shù)路基材料參數(shù)路基材料參數(shù)試試 件件荷載傳感器荷載傳感器活塞桿活塞桿 球座球座 鋼球鋼球外置外置lvdtlvdt托架托架活塞套管活塞套管三軸室三軸室系桿系桿試件底座試件底座o形環(huán)形環(huán)試件頂蓋試件頂蓋多孔透水石多孔透水

40、石真空引管真空引管重復荷載加載器重復荷載加載器多孔透水石多孔透水石橡皮膜橡皮膜school of transportation southeast university，china 東南大學道路與鐵道工程國家重點學科東南大學道路與鐵道工程國家重點學科一、路基的承載力參數(shù)一、路基的承載力參數(shù)（1）土基回彈模量）土基回彈模量 resilient modulus of subgrade回彈模量回彈模量能較好地反映土基所具有的部分彈性性質，可以能較好地反映土基所具有的部分彈性性質，可以用回彈模量表示土基在瞬時荷載作用下的可恢復變形性質用回彈模量表示土基在瞬時荷載作用下的可恢復變形性質。我國公路水泥混凝

41、土路面、瀝青路面設計方法都以回彈。我國公路水泥混凝土路面、瀝青路面設計方法都以回彈模量模量e作為土基的剛度指標作為土基的剛度指標 lpaer002021lpaer a41020 lpae214020 p rpaar1222school of transportation southeast university，china 東南大學道路與鐵道工程國家重點學科東南大學道路與鐵道工程國家重點學科一、路基的承載力參數(shù)一、路基的承載力參數(shù)（2）土基回彈模量測試）土基回彈模量測試測定時宜采用逐級加載測定時宜采用逐級加載卸載法卸載法（直徑（直徑30.4cm的板）的板）。每一。每一級荷載經(jīng)過加載和卸載，取得

42、穩(wěn)定的回彈彎沉之后，再加下一級荷載經(jīng)過加載和卸載，取得穩(wěn)定的回彈彎沉之后，再加下一級荷載，如此施加級荷載，如此施加n級荷載后，即可點繪出荷載級荷載后，即可點繪出荷載-彎沉曲線。彎沉曲線。在多數(shù)情況下，試驗曲線呈非線性。在確定模量時，可以根據(jù)在多數(shù)情況下，試驗曲線呈非線性。在確定模量時，可以根據(jù)土基實際受的土基實際受的壓力范圍壓力范圍或可能產(chǎn)生的或可能產(chǎn)生的彎沉范圍彎沉范圍在曲線上取值。在曲線上取值。路面設計中，按路面設計中，按1mm線性歸納法線性歸納法來確定土基的回彈模量。來確定土基的回彈模量。niiniilpae1120012school of transportation southeas

43、t university，china 東南大學道路與鐵道工程國家重點學科東南大學道路與鐵道工程國家重點學科一、路基的承載力參數(shù)一、路基的承載力參數(shù)（3）地基反應模量）地基反應模量 reaction modulus of subgrade文克勒地基模型是原捷克斯洛伐克工程師文克勒文克勒地基模型是原捷克斯洛伐克工程師文克勒(winkler)1876年提出的，其基本假定是地基上任一點的彎沉僅與作用于該點年提出的，其基本假定是地基上任一點的彎沉僅與作用于該點壓力壓力p成正比，而與相鄰點處壓力無關。成正比，而與相鄰點處壓力無關。直徑直徑76cm76cm的剛性板測定。當?shù)膭傂园鍦y定。當?shù)鼗^軟弱地基較軟弱

44、時，時，取取l=0.127cm時相對應的壓力時相對應的壓力p計算地基計算地基反應模量；當反應模量；當?shù)鼗^為堅硬地基較為堅硬時，取單位壓時，取單位壓力力p=0.07mpa時相對應的彎沉值時相對應的彎沉值l計算計算地基反應模量。地基反應模量。 n/m3 mpa/m lpk school of transportation southeast university，china 東南大學道路與鐵道工程國家重點學科東南大學道路與鐵道工程國家重點學科一、路基的承載力參數(shù)一、路基的承載力參數(shù)（4）加州承載比）加州承載比cbr california bearing ratio加州承載比加州承載比cbr是美國

45、加利福尼亞州提出的一種評定基層是美國加利福尼亞州提出的一種評定基層材料承載能力的試驗方法。材料承載能力的試驗方法。承載能力承載能力以材料抵抗局部荷載以材料抵抗局部荷載壓入變形的能力表征，并采用標準碎石的承載能力為標準壓入變形的能力表征，并采用標準碎石的承載能力為標準，以相對值的百分數(shù)表示，以相對值的百分數(shù)表示cbr值。值。%1000ppcbr school of transportation southeast university，china 東南大學道路與鐵道工程國家重點學科東南大學道路與鐵道工程國家重點學科一、路基的承載力參數(shù)一、路基的承載力參數(shù)u（4）加州承載比）加州承載比-常用路基土

46、的常用路基土的cbr值值 school of transportation southeast university，china 東南大學道路與鐵道工程國家重點學科東南大學道路與鐵道工程國家重點學科一、路基的承載力參數(shù)一、路基的承載力參數(shù)u（4）加州承載比）加州承載比-路基土的路基土的cbr要求值要求值school of transportation southeast university，china 東南大學道路與鐵道工程國家重點學科東南大學道路與鐵道工程國家重點學科一、路基的承載力參數(shù)一、路基的承載力參數(shù)（5）土基的設計參數(shù)的確定）土基的設計參數(shù)的確定我國在測定土基回彈模量時，常采用直徑

47、我國在測定土基回彈模量時，常采用直徑30.4cm的剛性承載板的剛性承載板用加載卸載的試驗方法。試驗通常在不利時期進行，并取有用加載卸載的試驗方法。試驗通常在不利時期進行，并取有84.1概率概率的回彈模量值作為土基回彈模量的計算值。規(guī)范給的回彈模量值作為土基回彈模量的計算值。規(guī)范給出我國土基回彈模量設計參數(shù)選用建議值。出我國土基回彈模量設計參數(shù)選用建議值。土基回彈模量與土基回彈模量與cbr的關系一直是世界各國在路基土研究中比的關系一直是世界各國在路基土研究中比較關心的內容。根據(jù)試驗給出了國內外部分較關心的內容。根據(jù)試驗給出了國內外部分土基回彈模量與土基回彈模量與cbr的關系的關系，設計是可以根據(jù)

48、實際參考選用。，設計是可以根據(jù)實際參考選用。cbre1000ecbre500e64. 00)(6 .17cbre 0ecbre5 .100資料來源資料來源關系式關系式附注附注殼牌石油公司殼牌石油公司為為動彈性模量動彈性模量為為靜彈性模量靜彈性模量英國英國trrl為為動彈性模量動彈性模量美國地瀝青協(xié)會法美國地瀝青協(xié)會法 ai為為動彈性模量動彈性模量school of transportation southeast university，china 東南大學道路與鐵道工程國家重點學科東南大學道路與鐵道工程國家重點學科一、路基的承載力參數(shù)一、路基的承載力參數(shù)（6）土基設計參數(shù)的取值）土基設計參數(shù)的

49、取值school of transportation southeast university，china 東南大學道路與鐵道工程國家重點學科東南大學道路與鐵道工程國家重點學科二、路基材料參數(shù)二、路基材料參數(shù)u（7）路堤填土的強度參數(shù)的）路堤填土的強度參數(shù)的c，值值 路堤填土采用的強度指標路堤填土采用的強度指標三軸不排水三軸不排水示意圖示意圖三軸固結三軸固結不排水不排水示意圖示意圖school of transportation southeast university，china 東南大學道路與鐵道工程國家重點學科東南大學道路與鐵道工程國家重點學科二、路基材料參數(shù)二、路基材料參數(shù)u（8）巖體

50、邊坡的強度參數(shù)的）巖體邊坡的強度參數(shù)的c，值值結構面抗剪強度指標準值結構面抗剪強度指標準值邊坡巖體內摩擦角折減系數(shù)邊坡巖體內摩擦角折減系數(shù)school of transportation southeast university，china 東南大學道路與鐵道工程國家重點學科東南大學道路與鐵道工程國家重點學科小組討論小組討論（1）路及工作區(qū)計算時荷載應力有兩種計算方法：）路及工作區(qū)計算時荷載應力有兩種計算方法： 用用簡化布辛尼斯克公式進行計算；簡化布辛尼斯克公式進行計算； 用層狀體系計算軟用層狀體系計算軟件計算，請結合習題件計算，請結合習題8 和和9 討論荷載大小、不同路面結討論荷載大小、不同路面結構工作區(qū)深度的影響、應力計算方法對工作區(qū)深度的影構工作區(qū)深度的影響、應力計算方法對工作區(qū)深