土力學(xué)與路基

“十二五”職業(yè)教育國家規(guī)劃教材

經(jīng)全國職業(yè)教育教材審定委員會審定

全國鐵道職業(yè)教育教學(xué)指導(dǎo)委員會規(guī)劃教材

高等職業(yè)教育城市軌道交通工程技術(shù)專業(yè)“十三五”規(guī)劃教材

土力學(xué)與路基

第三版

()

李文英朱艷峰主編

溫曉鵬賈連剛主審

中國鐵道出版社有限公司

年北京

2020·

內(nèi)容簡介

本書系統(tǒng)地介紹了土力學(xué)與路基的基本知識項(xiàng)目為土力學(xué)部分內(nèi)容包

。1~6,

括土的物理性質(zhì)及工程分類土的滲透性土中應(yīng)力土的壓縮與地基變形計(jì)算土的

,,,,

抗剪強(qiáng)度地基承載力等項(xiàng)目為路基部分內(nèi)容包括路基構(gòu)造路基排水路

,。7~13,,,

基防護(hù)路基支擋建筑物路基養(yǎng)護(hù)與維修路基防洪與搶修路基施工土石方機(jī)械

,,,,,

化施工等

。

本書為高職高專學(xué)校鐵道工程技術(shù)城市軌道交通工程技術(shù)高速鐵路工程技術(shù)

、、

等專業(yè)的教學(xué)用書也可供中等專業(yè)學(xué)校和職工培訓(xùn)使用

,。

圖書在版編目CIP數(shù)據(jù)

()

土力學(xué)與路基李文英朱艷峰主編版北京

/,——:

中國鐵道出版社有限公司.3.

,

十二五職業(yè)教育國家規(guī)2劃02教0.材1經(jīng)全國職業(yè)教育教材

“”

審定委員會審定全國鐵道職業(yè)教育教學(xué)指導(dǎo)委員會

規(guī)劃教材高等職業(yè)教育城市軌道交通工程技術(shù)專業(yè)

十三五規(guī)劃教材

“”

ISBN978-7-113-26463-5

土李朱土力學(xué)高等職業(yè)

………

教育Ⅰ.教①材鐵Ⅱ路.①路基高②等職業(yè)教Ⅲ.育①教材-

-②--Ⅳ.①TU43

②U213.1

中國版本圖書館數(shù)據(jù)核字第號

CIP(2019)257379

書名:土力學(xué)與路基

作者:李文英朱艷峰

責(zé)任編輯:李露露編輯部電話:電子信箱:

(010)51873240790970739@

封面設(shè)計(jì):高博越

責(zé)任校對:王杰

責(zé)任印制:樊啟鵬

出版發(fā)行:中國鐵道出版社有限公司北京市西城區(qū)右安門西街號

(100054,8)

網(wǎng)址:

印刷:三河市航遠(yuǎn)印刷有限公司

版次:年月第版年月第版年月第次印刷

200811202013202011

開本:印張字?jǐn)?shù)千

787mm×1092mm1/16:18.25:531

書號:

ISBN978-7-113-26463-5

定價:元

56.00

版權(quán)所有侵權(quán)必究

凡購買鐵道版圖書如有印制質(zhì)量問題請與本社讀者服務(wù)部聯(lián)系調(diào)換電話

,,。:(010)51873174

打擊盜版舉報電話市電路電傳真

:(010)51873659,(021)73659,(010)63549480

第三版前言

本教材是在“十二五”職業(yè)教育國家規(guī)劃教材《土力學(xué)與路基》(高職)基礎(chǔ)上

修訂的?！巴亮W(xué)與路基”課程是軌道交通工程技術(shù)專業(yè)的一門專業(yè)核心課程,也

是三年制鐵道工程技術(shù)、高速鐵路工程技術(shù)等土木工程類專業(yè)的一門必修專業(yè)

課程。

本次教材修訂充分考慮高職軌道交通工程及相關(guān)專業(yè)教學(xué)特點(diǎn),在“校企合

作,工學(xué)結(jié)合”人才培養(yǎng)模式大背景下,為提高軌道交通工程技術(shù)及相關(guān)專業(yè)人才

培養(yǎng)質(zhì)量,滿足學(xué)生畢業(yè)后與職業(yè)崗位零對接的要求,同時考慮學(xué)生應(yīng)具備的技

能和相關(guān)知識點(diǎn),強(qiáng)化學(xué)生職業(yè)能力培養(yǎng)的要求,根據(jù)“土力學(xué)與路基”課程培養(yǎng)

目標(biāo),以適度、夠用,提升學(xué)生實(shí)際操作能力為原則。與原教材相比,本次修訂主

要有以下幾方面的改進(jìn):

以真實(shí)工程案例為載體設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容,注重考慮從事軌道交通路基施工與

1.

維修人員應(yīng)具備的有關(guān)路基施工與維修、工程質(zhì)量檢測等方面的基本知識和基本

技能要求,同時考慮學(xué)生應(yīng)具備的技能和相關(guān)知識點(diǎn),以路基施工與維修的工作

順序組織安排教學(xué)內(nèi)容,每一個工作任務(wù)按照其完成順序?qū)嵭小敖虒W(xué)做”一體的教

學(xué)模式并特別配備項(xiàng)目訓(xùn)練內(nèi)容。為了更好的培養(yǎng)學(xué)生動手能力,擴(kuò)展學(xué)生就業(yè)

崗位,拓展學(xué)生知識面、相關(guān)技能并培養(yǎng)創(chuàng)新能力,教材以項(xiàng)目教學(xué)為主線,每一

項(xiàng)目都有明確的知識、技能和素質(zhì)培養(yǎng)目標(biāo),并配有相關(guān)案例、拓展知識、項(xiàng)目小

結(jié)等,并在適當(dāng)位置以二維碼形式提供重要知識點(diǎn)、相關(guān)行業(yè)規(guī)范要求、土工試驗(yàn)

操作過程、試驗(yàn)資料整理方法、路基施工與維修案例和相關(guān)視頻、安全施工內(nèi)容及

工程檢查驗(yàn)收相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)等。

按新規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)修訂路基工程相關(guān)內(nèi)容。依據(jù)《軌道交通工程設(shè)計(jì)規(guī)范》

2.

(/—)、《市域鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范》(/—)、《鐵路路基設(shè)

DB119952013TCRSC01012017

計(jì)規(guī)范》(—)及路基修理規(guī)則相關(guān)內(nèi)容,修改鐵路路基、城軌、市域

TB100012016

鐵路路基設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、施工技術(shù)與維修相關(guān)內(nèi)容。土力學(xué)部分依據(jù)相關(guān)新規(guī)范對有

變化的內(nèi)容做了修改。

教材內(nèi)容的設(shè)計(jì)主要考慮滿足學(xué)生畢業(yè)后在軌道交通、鐵路行業(yè)及相關(guān)路

3.

基工程施工、維修或設(shè)計(jì)等單位相應(yīng)崗位作為施工員、檢測員、路基維修工、試驗(yàn)

員、監(jiān)理員的要求。教材主要內(nèi)容分為兩部分,第一部分為土力學(xué)內(nèi)容,主要敘述

與路基、橋涵有關(guān)的土的物理力學(xué)性質(zhì)、地基土的承載力和沉降計(jì)算;第二部分為

路基工程內(nèi)容,系統(tǒng)地介紹了軌道交通工程路基構(gòu)造、排水、防護(hù)、支擋結(jié)構(gòu)施工

土力學(xué)與路基(第三版)

·Ⅱ·

?????????????????????????????????????????

與維護(hù)、土石方機(jī)械化施工、路基施工、路基病害防治、防洪與搶修等主要內(nèi)容。

針對課程特點(diǎn),為使學(xué)生更加直觀地理解教學(xué)內(nèi)容,也方便教師教學(xué)講解,

4.

本教材開發(fā)了配套的客戶端,除了虛擬現(xiàn)實(shí)的三維模型外,各模塊最后的復(fù)

APP

習(xí)思考題也在中進(jìn)行了擴(kuò)展,讀者可以進(jìn)行自我檢測和練習(xí)。

APP

本書為高職院校軌道交通工程技術(shù)專業(yè)及相關(guān)專業(yè)“土力學(xué)與路基”課程教

材,教材內(nèi)容以軌道交通行業(yè)所需內(nèi)容為主,兼顧市域鐵路路基相關(guān)規(guī)范要求,也

可供從事軌道交通路基施工與維修的工作人員使用。

本書由天津鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院李文英、廣州番禺職業(yè)技術(shù)學(xué)院朱艷峰任主

編,哈爾濱鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院陳鳳英、天津鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院任曉軍任副主編。

中國鐵路設(shè)計(jì)集團(tuán)有限公司地質(zhì)勘察設(shè)計(jì)研究院溫曉鵬、中鐵六局集團(tuán)有限公司

賈連剛?cè)沃鲗?。參加編寫的有李文?項(xiàng)目),朱艷峰(項(xiàng)目),湖南高速

1~45~6

鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院柏江源(項(xiàng)目),天津鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院任曉軍(項(xiàng)目),

78~9

天津鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院張全良(項(xiàng)目),石家莊鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院邢煥蘭

10~11

(項(xiàng)目),哈爾濱鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院陳鳳英(項(xiàng)目)。

1213

在本書編寫過程中,得到了有關(guān)院校及企業(yè)的大力支持,在此一并表示感謝。

由于編者水平所限,書中不免存在不足之處,請讀者批評指正。

編者

年月

201910

第二版前言

本教材是在普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材《土力學(xué)與路基》(高職)

的基礎(chǔ)上修訂的。修訂過程中以真實(shí)工程項(xiàng)目為載體設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容,以路基施工

與維修的工作順序和學(xué)生認(rèn)知規(guī)律兩條主線組織安排教學(xué)內(nèi)容,每一個工作任務(wù)

按照其完成順序?qū)嵤敖虒W(xué)做”一體的教學(xué)模式。

在理論深度上,修訂教材充分考慮高職鐵道工程及相關(guān)專業(yè)教學(xué)特點(diǎn),以適

度、夠用為原則。與原教材相比,修訂教材主要有以下兩方面的改進(jìn):

按新規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修訂,增加高速鐵路路基內(nèi)容。依據(jù)《高速鐵路設(shè)計(jì)

1.

規(guī)范》(試行)相關(guān)內(nèi)容,增加高速和重載鐵路路基施工技術(shù)與維修內(nèi)容。高速鐵

路的快速發(fā)展,促使了很多路基施工、邊坡加固與維修的新工藝、新材料和新技術(shù)

的產(chǎn)生,因此,在修訂教材中增加了這部分內(nèi)容。土力學(xué)部分依據(jù)新規(guī)范對有變

化的內(nèi)容做了修改,增加的附錄部分按《鐵路工程土工試驗(yàn)規(guī)程》(—

TB10102

)進(jìn)行編寫,并在土工試驗(yàn)指導(dǎo)書中加入試驗(yàn)報告格式和內(nèi)容。

2010

每一項(xiàng)目中增加項(xiàng)目描述、相關(guān)案例及具體項(xiàng)目訓(xùn)練內(nèi)容。

2.

本書分兩部分內(nèi)容,第一部分為土力學(xué),扼要敘述了土力學(xué)的基礎(chǔ)知識;第二

部分為路基工程,系統(tǒng)地介紹了路基構(gòu)造、排水、防護(hù)、支擋結(jié)構(gòu)、施工、病害防治、

防洪搶修和高速、重載鐵路路基主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、施工與維護(hù)新技術(shù),以及土工合成

材料在路基工程方面的應(yīng)用等主要內(nèi)容。同時本書還密切聯(lián)系現(xiàn)場實(shí)際,編寫時

加強(qiáng)了基本知識,特別是基本技能方面的內(nèi)容,適用性較強(qiáng)。為便于現(xiàn)場有關(guān)工

程技術(shù)人員學(xué)習(xí)和參考,根據(jù)教學(xué)需要編寫了必要的算例。為幫助讀者掌握各項(xiàng)

目內(nèi)容,每個項(xiàng)目后均附有復(fù)習(xí)思考題。

本書由天津鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院李文英、張全良主編,石家莊鐵道大學(xué)楊廣慶、

中鐵六局集團(tuán)有限公司賈連剛主審。參加編寫的有李文英(項(xiàng)目及附錄),

1~4

張全良(項(xiàng)目、項(xiàng)目、),廣州番禺職業(yè)技術(shù)學(xué)院朱艷峰(項(xiàng)目、),石家

7~12141556

莊鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院邢煥蘭(項(xiàng)目)。在本書編寫過程中,鐵道工務(wù)工程專業(yè)教

13

學(xué)指導(dǎo)委員會提出了許多寶貴意見,同時也得到了各鐵路施工及維修部門的大力

支持,在此一并表示感謝。

由于編者水平所限,書中不免存在不足之處,敬請讀者批評指正。

編者

年月

201405

第一版前言

本書是根據(jù)鐵道部高職高專建筑工程專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會建議,按照新的教

學(xué)大綱編寫的。

本教材編寫時注重考慮了鐵路施工及養(yǎng)護(hù)專業(yè)人員應(yīng)具備的有關(guān)土的工程

性質(zhì)和路基設(shè)計(jì)與養(yǎng)護(hù)方面的專業(yè)知識、基本技能的要求。

本書分兩部分內(nèi)容,第一部分為土力學(xué),扼要敘述了土力學(xué)的基礎(chǔ)知識;第二

部分為路基工程,系統(tǒng)地介紹了路基構(gòu)造、排水、防護(hù)、支擋結(jié)構(gòu)、施工、病害防治、

防洪搶修等主要內(nèi)容。同時,根據(jù)目前鐵路發(fā)展趨勢,本書還介紹了高速、重載鐵

路路基的特點(diǎn)、主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),以及土工合成材料在路基工程方面的應(yīng)用。本書

密切聯(lián)系現(xiàn)場實(shí)際,編寫時加強(qiáng)了基本知識,特別是基本技能方面的內(nèi)容,適用性

強(qiáng)。為便于現(xiàn)場有關(guān)工程技術(shù)人員學(xué)習(xí)和參考,同時根據(jù)教學(xué)需要編寫了必要的

算例。為幫助讀者掌握各章內(nèi)容,每章后均附有復(fù)習(xí)思考題。

本書可作為鐵路施工與養(yǎng)護(hù)及相關(guān)專業(yè)高職、中專學(xué)生土力學(xué)和路基工程課

程的教材,也可供從事路基施工及養(yǎng)護(hù)工作的人員自學(xué)或參考。

本書由天津鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院李文英、張全良主編,石家莊鐵道學(xué)院楊廣慶

主審。參加編寫的有李文英(第一至六章及附錄一、附錄二),張全良(第七至十二

和第十四、十五章),石家莊鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院邢煥蘭(第十三章)。在本書編寫過

程中,鐵道部建筑工程專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會提出了許多寶貴意見,同時也得到了

各有關(guān)部門的大力支持,在此一并表示感謝。

由于編者水平所限,書中不免存在不足之處,敬請讀者批評指正。

編者

年月

200711

目錄

項(xiàng)目1土的物理性質(zhì)與工程分類

………………1

任務(wù)土的成因認(rèn)知

1.1………………………2

任務(wù)土的三相組成分析

1.2…………………3

任務(wù)土的物理性質(zhì)指標(biāo)測試

1.3……………8

任務(wù)土的物理狀態(tài)指標(biāo)測試

1.4…………15

任務(wù)土的結(jié)構(gòu)與構(gòu)造分析

1.5……………21

任務(wù)土的工程分類及野外鑒別方法

1.6…………………23

任務(wù)土的擊實(shí)性認(rèn)知

1.7…………………26

復(fù)習(xí)思考題

……………………30

項(xiàng)目2土的滲透性分析

………………………31

任務(wù)達(dá)西定律認(rèn)知

2.1……………………32

任務(wù)滲透系數(shù)與滲透力測試

2.2…………34

任務(wù)土的滲透變形分析

2.3………………38

復(fù)習(xí)思考題

……………………41

項(xiàng)目3土體中的應(yīng)力計(jì)算

……………………43

任務(wù)土的自重應(yīng)力計(jì)算

3.1………………44

任務(wù)基底應(yīng)力的分布與計(jì)算

3.2…………46

任務(wù)地基附加應(yīng)力計(jì)算

3.3………………51

復(fù)習(xí)思考題

……………………60

項(xiàng)目4土的壓縮及地基變形計(jì)算

……………62

任務(wù)土的壓縮性認(rèn)知與測試

4.1…………63

任務(wù)地基沉降量計(jì)算

4.2…………………71

任務(wù)地基容許沉降量與減小沉降危害的措施

4.3………75

復(fù)習(xí)思考題

……………………78

項(xiàng)目5土的抗剪強(qiáng)度分析

……………………79

任務(wù)土的抗剪強(qiáng)度和破壞理論認(rèn)知

5.1…………………80

任務(wù)土的抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)

5.2………………87

任務(wù)不同排水條件的強(qiáng)度指標(biāo)及測定

5.3………………90

土力學(xué)與路基(第三版)

·Ⅱ·

?????????????????????????????????????????

復(fù)習(xí)思考題

……………………92

項(xiàng)目6天然地基容許承載力

…………………93

任務(wù)地基的破壞形態(tài)分析

6.1……………94

任務(wù)按鐵路橋涵地基和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范確定地基容許承載力

6.2《》……96

復(fù)習(xí)思考題

……………………108

項(xiàng)目7路基工程認(rèn)知

…………110

任務(wù)鐵路路基基本知識認(rèn)知

7.1…………112

任務(wù)鐵路路基構(gòu)造認(rèn)知

7.2………………119

任務(wù)市域鐵路路基構(gòu)造認(rèn)知

7.3…………128

任務(wù)路基邊坡設(shè)計(jì)要求

7.4………………136

復(fù)習(xí)思考題

……………………138

項(xiàng)目8路基排水及防護(hù)設(shè)備養(yǎng)護(hù)

……………139

任務(wù)地面排水設(shè)備及其養(yǎng)護(hù)

8.1…………141

任務(wù)地下排水設(shè)備及其養(yǎng)護(hù)

8.2…………144

任務(wù)路基防護(hù)設(shè)備及其養(yǎng)護(hù)

8.3…………150

復(fù)習(xí)思考題

……………………161

項(xiàng)目9路基支擋及加固設(shè)備施工

……………162

任務(wù)擋土墻類型認(rèn)知

9.1…………………163

任務(wù)重力式擋土墻施工

9.2………………167

任務(wù)預(yù)應(yīng)力錨索施工

9.3…………………171

任務(wù)抗滑樁施工

9.4………………………175

任務(wù)土釘墻施工

9.5………………………179

復(fù)習(xí)思考題

……………………184

項(xiàng)目10路基養(yǎng)護(hù)與維修

……………………185

任務(wù)路基病害認(rèn)知

10.1…………………186

任務(wù)路基基床病害防治

10.2……………189

任務(wù)路基凍害防治

10.3…………………194

任務(wù)復(fù)雜地區(qū)路基病害防治

10.4………198

任務(wù)路基地質(zhì)災(zāi)害防治

10.5……………206

復(fù)習(xí)思考題

……………………214

項(xiàng)目11路基防洪與搶修

……………………215

任務(wù)防洪準(zhǔn)備

11.1………………………216

任務(wù)臨險搶護(hù)

11.2………………………217

任務(wù)水害搶修

11.3………………………220

目錄

·Ⅲ·

?????????????????????????????????????????

復(fù)習(xí)思考題

……………………224

項(xiàng)目12路基施工

……………225

任務(wù)路基施工準(zhǔn)備

12.1…………………227

任務(wù)路基土石方調(diào)配

12.2………………231

任務(wù)路堤填筑

12.3……………………235

任務(wù)路塹開挖

12.4………………………243

任務(wù)路基過渡段施工

12.5………………253

復(fù)習(xí)思考題

……………………260

項(xiàng)目13土石方機(jī)械化施工

…………………261

任務(wù)推土機(jī)施工

13.1……………………262

任務(wù)鏟運(yùn)機(jī)施工

13.2……………………264

任務(wù)單斗挖掘機(jī)

13.3……………………268

任務(wù)單斗裝載機(jī)

13.4……………………271

任務(wù)自行平地機(jī)

13.5……………………274

任務(wù)路基壓實(shí)機(jī)械

13.6…………………276

任務(wù)土方施工機(jī)械的選擇

13.7…………278

復(fù)習(xí)思考題

……………………281

參考文獻(xiàn)

………………………282

項(xiàng)目1土的物理性質(zhì)與工程分類

項(xiàng)目描述

在進(jìn)行相關(guān)工程建筑物的設(shè)計(jì)時,需要綜合考慮地基、基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)之間的相互關(guān)系,

要保證工程建筑物的穩(wěn)定和正常使用,其地基土必須滿足要求。由于土的成因、形成環(huán)境不同

及其物質(zhì)組成的復(fù)雜性,同時其上作用的建筑物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、使用要求不同,因而對地基土的

要求也不同。工程技術(shù)人員應(yīng)掌握與工程設(shè)計(jì)及施工有關(guān)的土的組成、土中各組成部分的工

程特性、土的物理性質(zhì)指標(biāo)和物理狀態(tài)指標(biāo)等內(nèi)容。

教學(xué)目標(biāo)

能力目標(biāo)

1.

()了解土的成因?qū)ν恋墓こ绦再|(zhì)的影響。

1

()掌握土的三相組成對土的工程性質(zhì)的影響。

2

()掌握與鐵路工程有關(guān)的土的物理性質(zhì),能夠?qū)Φ鼗吝M(jìn)行初步分類和鑒別。

3

知識目標(biāo)

2.

()掌握土的物理性質(zhì)及物理狀態(tài)指標(biāo)的含義,能進(jìn)行各相關(guān)指標(biāo)之間的換算。

1

()能夠熟練進(jìn)行土的取樣及土的密度、含水率、液限、塑限及顆粒分析試驗(yàn),并對試驗(yàn)結(jié)

2

果進(jìn)行初步判定。

()能夠根據(jù)相關(guān)規(guī)范熟練進(jìn)行土的工程分類。

3

素質(zhì)目標(biāo)

3.

()具有良好的職業(yè)道德和較高的政治思想品德。

1

()養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的工作作風(fēng)。

2

()具備團(tuán)隊(duì)合作意識,具備一定的協(xié)調(diào)、組織能力。

3

相關(guān)案例———沈陽地鐵一號線概況

基本概況

1.

沈陽城市軌道建設(shè)共規(guī)劃五條地鐵線路。年月沈陽地鐵一號線獲得批準(zhǔn),并于

20059

年月日開工。全長約,全部為地下線。全線設(shè)座車站。

2005111828km22

工程地質(zhì)概況

2.

沈陽城區(qū)坐落在遼河平原與東部山區(qū)的銜接地帶,地勢東北高、西南低。地鐵沿線地層上

2土力學(xué)與路基(第三版)

··

?????????????????????????????????????????

部為第四系全新統(tǒng)人工堆積層和沉積層,一般為黏性土、粉土、中砂、粗砂、礫砂和圓礫土;下覆

第三系砂礫巖,局部地段部分地層缺失。

水文地質(zhì)特征

3.

地下水主要為孔隙潛水,部分地區(qū)存在有承壓水,局部有上層滯水。補(bǔ)給來源主要為大氣

降水與地表徑流,水位隨季節(jié)影響而有所變化,變幅。地下水的穩(wěn)定水位埋深

1.0~2.0m

,大部分埋深左右,主要含水層為中粗砂、礫砂、圓礫層,滲水系數(shù)在

4.3~12.0m8.0m

/之間。水文地質(zhì)特征呈現(xiàn)為顆粒粗、水量大、滲透快、含水層厚度大。

34.0~81.4md

地鐵車站和區(qū)間的主要施工方法和圍護(hù)結(jié)構(gòu)方案

4.

沈陽地鐵車站采用的施工方法為明挖法、蓋挖順作法、暗挖法。圍護(hù)結(jié)構(gòu)主要有型鋼水泥

土復(fù)合攪拌樁、鉆孔樁加截水帷幕、地下連續(xù)墻三種形式;區(qū)間主要采用明挖法、盾構(gòu)法、暗挖

法三種施工方法。

由以上案例可以看出,相關(guān)施工方案的選擇除了與施工工期及施工單位所具備的技術(shù)、設(shè)

備條件有關(guān)外,起決定性作用的還是工程所在位置的工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件,因此需要對工

程中所涉及的土的工程性質(zhì)有所了解,如土的成因、沉積環(huán)境,掌握不同土的物理力學(xué)性質(zhì)指

標(biāo)及測試方法,掌握土的工程分類方法及工程施工過程中需要檢測的指標(biāo)及檢測方法。

任務(wù)1.1土的成因認(rèn)知

土木建筑工程所稱的土有狹義和廣義兩種概念狹義概念所指的土是巖石風(fēng)化后的產(chǎn)

,。,

物即指覆蓋在地表上松散的沒有膠結(jié)或膠結(jié)很弱的顆粒堆積物廣義的概念則將整體巖石

,、。

也視為土

。

地殼表層的巖石暴露在大氣中受到溫度和濕度變化的影響體積經(jīng)常膨脹和收縮不均

,,,

勻的膨脹和收縮使巖石產(chǎn)生裂縫巖石還長期經(jīng)受風(fēng)霜雨雪的侵蝕和動植物活動的破壞

,、、、,

逐漸由大塊崩解為形狀和大小不同的碎塊這個產(chǎn)生裂縫和逐漸崩解的過程稱為物理風(fēng)化

,,。

物理風(fēng)化只改變顆粒的大小和形狀不改變顆粒的成分物理風(fēng)化后所形成的碎塊與水氧

,。、

氣二氧化碳和某些由生物分泌出的有機(jī)酸溶液等接觸發(fā)生化學(xué)變化產(chǎn)生更細(xì)的并與原來

、,,

的巖石成分不同的顆粒這個過程稱為化學(xué)風(fēng)化經(jīng)過這些風(fēng)化作用所形成的礦物顆粒有時

,。(

還有有機(jī)物質(zhì)堆積在一起中間貫串著孔隙孔隙中還有水和空氣這種松散的固體顆粒水

),,,、

和氣體的集合體就稱為土

。

物理風(fēng)化不改變土的礦物成分產(chǎn)生了像碎石和砂等顆粒較粗的土這類土的顆粒之間沒

,,

有黏結(jié)作用呈松散狀態(tài)稱為無黏性土化學(xué)風(fēng)化產(chǎn)生顆粒很細(xì)的土這類土的顆粒之間因

,,。,

為有黏結(jié)力而相互黏結(jié)干時結(jié)成硬塊濕時有黏性稱為黏性土這兩類土由于成因不同因

,,,。,

而物理性質(zhì)和工程特性也不一樣對這點(diǎn)要特別注意

,。

風(fēng)化作用生成的土如果沒有經(jīng)過搬運(yùn)堆積在原來的地方稱為殘積土殘積土一般分

,,,。

布在山坡或山頂土受到各種自然力如重力水流風(fēng)力冰川等的作用搬運(yùn)到別的地方再

。(、、、),

沉積下來就成為沉積土沉積土是一種最常見的土

,。。

實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明土的工程特性一方面取決于其原始堆積條件使組成土的結(jié)構(gòu)構(gòu)造礦物

,,、

成分粒度成分孔隙中水溶液的性質(zhì)不同另一方面也取決于堆積以后的經(jīng)歷在沉積過程

、、,。

中由于顆粒大小沉積環(huán)境和沉積后所受的力等不同所形成土的類型和性質(zhì)就不同一般

,、,。

地說在大致相同的地質(zhì)年代及相似的沉積條件下形成的土其成分和性質(zhì)是相近的沉積年

,,。

項(xiàng)目土的物理性質(zhì)與工程分類3

1··

?????????????????????????????????????????

代愈長上覆土層重量愈大土壓得愈密實(shí)由孔隙水中析出的化學(xué)膠結(jié)物也愈多因此老土

,,,。,

層的強(qiáng)度和變形模量比新土層的要高甚至由散粒體經(jīng)過成巖作用又變成整體巖石如砂類土

,,

成為砂巖黏土變成頁巖等目前常見的土大都是第四紀(jì)沉積層這個沉積層還正處于成巖過

,。,

程中因此一般都呈松散狀態(tài)但第四紀(jì)是由距今約一百萬年開始的相當(dāng)長的時期早期沉積

,。,

的土在性質(zhì)上就與近期沉積的土有相當(dāng)大的差別這種沉積年代長短對土的性質(zhì)的影響對

,。,

黏性土尤為明顯不同的自然地理環(huán)境對土的性質(zhì)也有很大影響我國沿海地區(qū)的軟土嚴(yán)

。。、

寒地區(qū)的多年凍土西北地區(qū)的濕陷性黃土和西南亞熱帶的紅黏土等除了具有一般土的共性

、,

外還各具有自己的特點(diǎn)

,。

鐵路橋涵地基和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范以下簡稱橋涵地基規(guī)范將狹義

《》(TB10093—2017)(《》)

的土分為碎石類土砂類土粉土及黏性土此外還有軟土凍土和黃土等特殊土碎石類土

、、,,,。

和砂類土都是無黏性土

。

任務(wù)1.2土的三相組成分析

如前所述土是由固體顆粒水和氣體三部分所組成的三相體系固體部分一般由礦物質(zhì)

,、。

所組成有時含有有機(jī)質(zhì)半腐爛和全腐爛的植物質(zhì)和動物殘骸等這一部分構(gòu)成土的骨架

,(),,

稱為土骨架土骨架間布滿相互貫通的孔隙這些孔隙有時完全被水充滿稱為飽和土有時

。,,;

一部分被水占據(jù)另一部分被氣體占據(jù)稱為非飽和土有時也可能完全充滿氣體就稱為干

,,;,

土水和溶解于水的物質(zhì)構(gòu)成土的液體部分空氣及其他一些氣體構(gòu)成土的氣體部分這三

。。。

部分本身的性質(zhì)以及它們之間的比例關(guān)系和相互作用決定著土的物理力學(xué)性質(zhì)因此研究

。,

土的性質(zhì)首先必須研究土的三相組成

,。

1.2.1固體顆粒

固體顆粒構(gòu)成土骨架它對土的物理力學(xué)性質(zhì)起決定性的作用研究固體顆粒就要分析

,。

粒徑的大小及其在土中所占的百分比稱為土的粒徑級配另外還要研究固體顆粒的礦物成

,。,

分以及顆粒的形狀這三者之間又是密切相關(guān)的

。。

顆粒的礦物成分和顆粒分組

1.

土的顆粒一般由各種礦物組成也含有少量有機(jī)質(zhì)土粒的礦物成分可分為兩類

,。:

原生礦物即物理風(fēng)化所產(chǎn)生的粗顆粒礦物它們就是原來巖石的礦物成分常見的

(1)。,。

有長石石英角閃石和云母等

、、。

次生礦物是化學(xué)風(fēng)化后產(chǎn)生的礦物如顆粒極細(xì)的黏土礦物常見的有高嶺土伊

(2)。,。、

里土和蒙脫土等礦物成分對黏性土的性質(zhì)影響很大例如黏性土中含有大量蒙脫土?xí)r這種

,,,,

土就具有強(qiáng)烈的膨脹性它的收縮性和壓縮性也大

,。

顆粒的粗細(xì)對土的性質(zhì)影響也很大顆粒愈細(xì)單位體積內(nèi)顆粒的表面積就愈大與水接

。,,

觸的面積就愈多顆粒相互作用的能力就愈強(qiáng)

,。

顆粒具有不同的形狀如塊狀片狀等這和土的礦物成分有關(guān)也和土粒所經(jīng)歷的風(fēng)化搬

,、,,

運(yùn)過程有關(guān)

。

顆粒粒徑的大小稱為粒度把粒度相近的顆粒合為一組稱為粒組粒組的劃分應(yīng)能反映

,,。

粒徑大小變化引起土的物理性質(zhì)變化這一客觀規(guī)律一般地說同一粒組的土其物理性質(zhì)大

。,,

致相同不同粒組的土其物理性質(zhì)則有較大差別橋涵地基規(guī)范對粒組的劃分見表

,,。《》1.1。

4土力學(xué)與路基(第三版)

··

?????????????????????????????????????????

表1.1土的顆粒分組

顆粒名稱粒徑d

(mm)

大d

>800

漂石渾圓圓棱或塊石尖棱中d

(、)()400<≤800

小d

200<≤400

大d

卵石渾圓圓棱或碎石尖棱100<≤200

(、)()小d

60<≤100

大d

粗圓礫渾圓圓棱或粗角礫尖棱40<≤60

(、)()小d