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软土地基的稳定性计算案例综述概述
1.1铁路的建设中,路基是所有工程的基础,而路基除了满足承载力要求和沉降要求之外,还需要进行稳定性的验算,只有满足稳定要求,列车行驶才有安全性保障特别是稳定性问题是软土地基中发生频率最大的问题,当土壤水分过高、颗粒被水膜包围、间隔过大时,给定土壤表面的剪应力达到或超过剪切强度,稳定性平衡被破坏,含水量越高,水膜越厚,不排除水分,由于水的密度小于土壤密度,导致土壤密度降低,会引起各种有害的情况,大多数因为失稳发生的破坏是地基土的剪切破坏引起,失稳后发生的裂缝和坍塌甚至整体失稳发生冲切破坏会对工程造成巨大不良后果,所以在路基设计中对稳定性的验算是必不可少的由于荷载的作用,地基土会存在应力和应变,由于荷载作用而成的地基变形有地基土的压缩和形变,当形变超过一定标准,地基会发生稳定性破坏,而土体受荷载压缩导致体积变小发生的形变称为体积形变,体积形变不会破坏地基的稳定性,故本文不考虑土体压缩的影响地基土中的正应力主要产生土体的压缩,而地基土内的剪切应力会导致地基形状改变或者位置改变,当其量值过大时,基地会发生稳定性破坏,严重时整个路堤会发生整体稳定性破坏软土地基稳定性的影响因素多种多样,路堤的外形形状、填筑高度、加载速度、土的特性等等都对软土地基的稳定性有直接影响,此外与所在地带的土层形成历史和分层深度厚度也有关系考虑到课题所给的土层信息,本文采用圆弧法作为稳定性的验算方法圆弧法概述
1.2条分法121在路堤稳定性验算中,圆弧法中常采用条分法此方法主要基于极限平衡理论进行研究,来分析边坡的稳定性用条分法进行处理时,将土体视为刚体,忽略土体因为应力而产生的形变,然后利用力学平衡分析稳定性条分法进一步也可以分为几种次级方法,其中,瑞典条分法因其原理简单和操作简便,被最广泛运用,用此方法计算时,不考虑分条之间的作用力差别,并且将滑动面视为理想的周弧面,不考虑分条之间的相互作用对于基础稳定性的影响圆弧滑动条分法122本课题中的边坡土层为粘性土,其内摩擦角大于计算滑动面上各位置的抗剪强度时,0,需要考虑到地基土的粘聚力,根据条分法的理论,滑动面上的法向应力对于稳定性的影响不能忽略,设计中,需要先计算法向应力,根据计算结果确定安全系数,可以认为在滑动面上,各点的安全系数为统一值本文根据条分法原理对土体进行分块处理,得出各分块的横断面面积之后,根据课题所给的地基土容重求出各个分块纵向长度一米的体积下的重量,标出重心所在位置,从重心出发做竖向延长线并且找出其与滑动面的交点,之后求出交点和水平方向的夹角,根据上述步骤所得数据,可以求出此分块对于滑动面所在位置得各个方向的力,最后求出各个分块的抗滑力和下滑力,利用极限平衡原理求出对滑动面形心的力矩,来表示地基的稳定程度用稳定性系数来表示K〃〃nK二」-----------尸---------2—5-1订\M一—扇心垂线外侧分条的切向分力工一一切块的切向分力切块的轴向分力M——I切块的弧线段长度L——计算指标----------Cj确定滑动面圆心辅助线
1.3法
1.
3.136°除了此方法外,工程上常用的方法还有法,本文选用法进行计算,故后者不
4.5H36°予赘述用此方法计算时,先根据规范求出换算土柱的参数,然后在顶点作出与地平方向呈36°的辅助线,即为所求滑动面同心辅助线用此方法求同心辅助线时,沿着倾斜面拉出一条直线,然后连接倾斜角和临时落点,然后将直线垂直区域连接到线最后求滑动厨弧时,以假设破坏点出发,连接到上述步36°骤所得到的交点,以此线段作为半径,以上述交点作为圆心,所得到的圆即为所求滑动周弧计算方法
1.4在求出上述辅助线后,需要对滑动面进行稳定性验算,原理是任取一个在辅助线上的点作为圆心,做出滑动面,从所有用此法得到的滑动面中,需要计算得到其中稳定系数的最小值,若符合规范要求,则认为稳定性达标在人工计算时,不能验算所有可能存在的滑动面,通常选用线路中心线上的点来作为验算的标准,本设计没有用到软件辅助计算,故而选用后者进行计算求稳定系数
1.5本课题所设计路堤填土高度
1.86m,填土比重20kN/m3,换算土柱比重20kN/n粘聚力摩擦角,换算土柱宽度高度参考课题所给参数,本设计表层与底30kPa,
263.2m,
3.0m,层容重皆以填土比重为准本设计中由于路基自表面至基底只有通常符合稳定要求,填料选用稳定性良好
1.86m,的改良士并且计算中将复合地基的填料按照改良土的标准验算,而实际情况中桩复CFG合地基的物理力学性能要比改良土更好,所以按本文方法计算得到的稳定系数要比客观值略小,满足规范要求数值则可以认为满足稳定性要求按式()计算稳定系数若其值大于则认为满足稳定性要求5-1K,
1.15,。
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