a某山區(qū)II級鐵路一般路基防護設(shè)計

某山區(qū)II級鐵路一般路基防護設(shè)計-加筋土擋土墻設(shè)計蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）評語蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告表蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）學(xué)生自查表指導(dǎo)教師簽字： 年月日蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）摘要交通運輸事業(yè)是國民經(jīng)濟的重要組成部分，是國民經(jīng)濟的命脈，是聯(lián)系工業(yè)和農(nóng)業(yè)、城市和鄉(xiāng)村、生產(chǎn)和消費的紐帶。它在國家的政治、經(jīng)濟、軍事、文化建設(shè)中具有重要作用。隨著經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，交通運輸需求激增，我國鐵路建設(shè)已經(jīng)進入一個高速發(fā)展的時期。由于鐵路技術(shù)指標(biāo)的提高，對于路基的要求很嚴格，路基設(shè)計與支擋結(jié)構(gòu)成為了路基設(shè)計的最大特點。蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）ABSTRACTTransportindustryisanimportantpartofthenationaleconomythelifelineofnationaleconomyand.Itisassociatedindustryandagriculture,urbanandruralareas,productionandconsumptionofalink.Itplaysanimportantroleinthecountry'spolitical,economic,military,andculture.Alongwiththerapiddevelopmentofeconomy,thetransportationdemandsurge,China'srailwayconstructionhasenteredaperiodofrapiddevelopment.Therailwaytechnicalindicatorsimproved,fortheverystrictrequirements,designofroadbedandretainingstructurehasbecomethebiggestcharacteristicsofsubgradedesign.Thedesignincludesthedesignofsubgradecrosssection,stabilityanalysis.Ifthestructurestabilityisnotstandard,alsoneedtosettheretainingstructure.Commonretainingstructureforretainingwall,suchasgravityretainingwall,cantileverretainingwall,retainingwall,reinforcedsoilretainingwall.Thedesignfortheprotectiondesign-amountainofclassIIrailwayroadbedreinforcedsoilretainingwalldesign,mainlyaccordingtothegroundlineandthecenterheightofsubgradecrosssectiondesign,stabilityanalysis.Donotmeettherequirementsforslopestabilityorlargerareaofprotection,mainlyforgravityretainingwallandreinforcedearthretainingwall.Keywords:subgrade;crosssection;gravityretainingwall;reinforcedearthretainingwall蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）目錄1.設(shè)計要求 11.1地層巖 11.2地質(zhì)構(gòu)造 11.3地震動參數(shù) 11.4水文地質(zhì)特征 ...2設(shè)計路基橫斷面 32.1路基 32.2路基工程的組成 32.2.1路基本體 2.2.2路基防護和加固建筑物 42.2.3排水設(shè)施 42.3路基的組成部分 52.3.1路基頂面 5TOC\o"1-5"\h\z路肩 5基床 5邊坡 5路基基底 62.4路基面形狀 62.5路基面寬度 62.5.1路肩寬度 62.5.2單線鐵路路基面寬度計算 72.6路基邊坡坡度的選取 72.7路基承受的荷載 82.8路基填料 8路基邊坡穩(wěn)定性分析 103.1邊坡穩(wěn)定分析 103.2穩(wěn)定性計103.2.1直線破裂面法 103.2.2圓弧破裂面法 12重力式擋土墻 ...194.1重力式擋土墻簡TOC\o"1-5"\h\z介 19簡介 19類型 4.2擋土墻設(shè)計計204.2.1有荷載作用時 204.2.2沒有荷載作用時 25加筋土擋土墻 ...305.1加筋土擋土墻簡TOC\o"1-5"\h\z介 30加筋土擋土墻設(shè)計計算 315.2.1荷載計325.2.2拉筋長度計算 35I蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）5.2.3單板穩(wěn)定性與全板穩(wěn)定性驗算 385.2.4整體穩(wěn)定性分析 435.3墻面板設(shè)計 ......46結(jié)論 49致謝 50參考文獻 51II蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）1.設(shè)計要求新建山區(qū)鐵路技術(shù)標(biāo)準：單線鐵路，設(shè)計行車速度120km/h，線路等級為II級次重型，列車荷載統(tǒng)一采用中-22級活載作為標(biāo)準荷載，即“中-活載”。設(shè)計段全長195m。設(shè)計：路堤中心填高8.5m、5.3m、9.2m的斷面。1.1地層巖性該段路基經(jīng)過地貌單元相對較簡單，為湟水河二級階地,地貌上屬河谷平原區(qū)。地勢平坦開闊,地形略有起伏，多為耕地、村莊、城鎮(zhèn)，灌溉渠道分布較廣。工點區(qū)出露地層主要為：第四系上更新統(tǒng)沖積砂質(zhì)黃土、細砂、卵石土。各自工程地質(zhì)特性描述如下：砂質(zhì)黃土：褐黃色，土層厚度3?5m,土體砂粒含量較高，手握易散，孔隙比較大，稍濕，稍密，II級普通土，？0=120kPa,3m以上?0=80kPa。細砂：青灰色，土層厚度約1m，砂質(zhì)較純，夾少量卵石，稍濕，稍密，1級松土，？0=150kPa。卵石土：下伏于細砂下，土層厚度大于3m，褐灰、淺灰色，粒徑60?80mm約占35%，80?100mm約占25%，余為砂土充填，圓棱狀，成分以閃長巖、大理巖、石英片巖為主，稍濕，中密，III級硬土，？0=600kPa。1.2地質(zhì)構(gòu)造本段路基通過區(qū)未發(fā)現(xiàn)斷裂等構(gòu)造。1.3地震動參數(shù)根據(jù)國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局頒布的《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》(GB18306-2010)的劃分、《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》(GB50011-2010)及《鐵路工程抗震設(shè)計規(guī)范》(GB50111-2006)的有關(guān)規(guī)定，結(jié)合本段工程地質(zhì)與水文地質(zhì)條件及工程設(shè)置的實際情況，本工點地震動峰值加速度值為0.10g，地震動反應(yīng)譜特征周期采用0.45s。蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）1.4水文地質(zhì)特征地表水流特征：該段路基通過區(qū)域內(nèi)無常年地表水流，田間水渠灌溉時有灌溉水流通過。地下水的類型、埋藏情況及其變化特征：工點區(qū)屬湟水河二級階地，根據(jù)鉆孔資料顯示，地下水水位埋深大于20m，為第四系孔隙潛水，主要受大氣降水補給。2蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）2.設(shè)計路基橫斷面2.1路基鐵路和公路的基礎(chǔ)，從材料上，路基可分為土方路基、石方路基和特殊路基。一般根據(jù)斷面形式分為路堤、路塹和半填半挖。路基由填筑或開挖而形成的直接支承軌道的結(jié)構(gòu)。也叫做線路下部結(jié)構(gòu)。路基與橋梁、隧道相連，共同構(gòu)成一條線路。路基依其所處的地形條件不同，有兩種基本形式：路堤和路塹，俗稱填方和挖方。鐵路路基的作用是在路基面上直接鋪設(shè)軌道結(jié)構(gòu)。因此，路基是軌道的基礎(chǔ)，它既承受軌道結(jié)構(gòu)的重量，即靜荷載，乂同時承受列車行駛時通過軌道傳播而來的動荷載。路基同軌道一起共同構(gòu)成的這種線路結(jié)構(gòu)是一種相對松散連結(jié)的結(jié)構(gòu)形式，抵抗動荷載的能力弱。建造路基的材料，不論填或挖，主要是土石類散體材料，所以路基是一種土工結(jié)構(gòu)。因而路基經(jīng)常受到地質(zhì)、水、降雨、氣候、地震等自然條件變化的侵襲和破壞，抵抗能力差。因此，路基應(yīng)具有足夠的堅固性、穩(wěn)定性和耐久性。對于高速鐵路，路基還應(yīng)有合理的剛度，以保障列車高速行駛中的平穩(wěn)性和舒適性。2.2路基工程的組成路基工程主要由三部分建筑物構(gòu)成，即路基本體、路基防護和加固建筑物、排水設(shè)施。2.2.1路基本體路基本體包括用天然土、石所填筑的路堤和在天然地層中挖出的路塹。它直接支撐軌道，承受通過軌道的列車荷載，是路基的主體。路基本體根據(jù)地質(zhì)條件和填筑材料的不同，乂可分為路堤、路塹、半路堤、半路塹、半堤半塹、不填不挖路基六種基本形式。路堤：路堤是指全部用巖土填筑而成的路基；路堤的幾種常用橫斷面形式：（1） 矮路堤（填土高度低于1.0m者）（2） 高路堤（填土高度大于18m（土質(zhì)）或20m（石質(zhì)）3蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）（3） 一般路堤（填土高度介于兩者之間）（4） 浸水路堤（5） 護腳路堤（6） 挖溝填筑路堤路塹：路塹是指全部在原地面開挖而成的路基。路塹橫斷面的幾種基本型式：全挖式路基、臺口式路基、半山洞式路基。半填半挖路基：當(dāng)原地面橫坡大，且路基較寬，需一側(cè)開挖另一側(cè)填筑時，為挖填結(jié)合路基，也稱半填半挖路基。在丘陵或山區(qū)公路上，挖填結(jié)合是路基橫斷面的主要形式。2.2.2路基防護和加固建筑物坡面防護設(shè)備：用來防護易受自然作用破壞而出現(xiàn)坡面變形的土質(zhì)邊坡，如鋪草皮、噴漿、抹面、護墻、護坡以及為防護崩塌落實而修建的攔截和遮擋建筑物，如明洞、棚洞。沖刷防護設(shè)備：用來防護水流或波浪對路基的沖刷和淘刷，如鋪草皮、拋石、石籠、圬工護坡、擋土墻、順壩、挑水壩等。支撐加固設(shè)備：用來支撐加固路基本體，以保證其穩(wěn)固性，如擋土墻、支擋墻、支柱等。防沙、防雪設(shè)施：用來防止風(fēng)沙、風(fēng)雪流掩埋路基，如各種柵欄、防護林等。2.2.3排水設(shè)施地面排水設(shè)備：用來將有可能停滯在路基范圍以內(nèi)的地面水迅速排除到路基以外，并防止路基以外的地面水流入路基范圍，以免下滲浸濕路基土體或形成漫流沖刷路基邊坡，如側(cè)溝、排水溝、天溝等。地下排水設(shè)備：根據(jù)水文和地質(zhì)條件修筑于地面以下一定深度，用來截斷、疏干、引出地下水或降低地下水位，以使路基及邊坡保持干燥狀態(tài)，提高土的穩(wěn)固能力，如排水槽、滲水暗溝、滲井等。蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）2.3路基的組成部分在路基橫斷面中，路基本體由路基頂面、路肩、基床及基床下部、邊坡、路基基底構(gòu)成。路基頂面直接在其上鋪設(shè)軌道或路面的部分及路肩部分，稱為路基頂面或簡稱路基面。在路堤中路基頂面即為路堤堤身的頂面，也稱路堤頂面；在路塹中，路基頂面即為塹體開挖后形成的構(gòu)造面路基頂面是為確保汽車或列車運行而設(shè)置的工作面，必須具有一定寬度。路肩鐵路路基頂面兩側(cè)自道床坡腳至路基面邊緣的部分稱為路肩。其作用是：保護軌道以下的路基土體，防止其在列車動荷載作用下發(fā)生側(cè)向擠動;防止道渣失落；防止路基面邊緣部分的土體稍有坍落時，影響軌道的完整狀態(tài)；保持路基面的橫向排水；在線路養(yǎng)護和維修作業(yè)中，路肩是線路器材的存放處和輔助工作面；此外，鐵路線路的標(biāo)志、信號設(shè)備的有些通信、電力及給水設(shè)施也都設(shè)置在路肩上或設(shè)槽埋置在路肩下。路肩必須在考慮了施工誤差、路基沉降與自然剝蝕等因素后，保持必要的寬度。在線路設(shè)計中，路基的設(shè)計高程以路肩的邊緣高程表示，稱為路肩高程?；不苍诼坊嬉韵?、路基上部受列車動力作用和水文氣候變化影響較大的一層?；餐脸惺芰熊嚭奢d產(chǎn)生的動應(yīng)力，在它的長期重復(fù)作用下，基床容易發(fā)生破壞或是產(chǎn)生過大的有害變形，從而影響正常的鐵路運輸。因此，基床是鐵路路基最重要的關(guān)鍵部位?；卜譃榛脖韺雍突驳讓印；惨韵虏糠址Q為基床下部。邊坡邊坡是路堤面與原地面之間的傾斜平面，主要指標(biāo)有路基頂肩、邊坡坡腳、路肩高5蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）程、邊坡坡腳。坡度是邊坡上兩點間的垂直距離和水平距離的比值，以1：m表示坡度。路基基底路基基底是路堤填土天然地面以下受填土自重及軌道、列車荷載作用的部分?；撞糠值耐馏w穩(wěn)固性，對整個路基本體及軌道的穩(wěn)定性都是極為重要的，特別是在軟弱土的基底上修建路堤，必須對基底做妥善處理，以免危及行車安全及妥善運營。2.4路基面形狀路基面形狀應(yīng)設(shè)計為三角形路拱，由路基中心線向兩側(cè)設(shè)4%的人字排水坡。曲線加寬時，路基面仍應(yīng)保持三角形。2.5路基面寬度區(qū)間路基面寬度應(yīng)根據(jù)旅客列車設(shè)計行車速度、遠期采用的軌道類型、正線數(shù)目、線間距、曲線加寬、路基面兩側(cè)沉降加寬、路肩寬度、養(yǎng)路形式、接觸網(wǎng)立柱的設(shè)置位置等，通過計算確定，必要時還應(yīng)考慮光、電纜槽及聲屏障基礎(chǔ)的設(shè)置。2.5.1路肩寬度路堤不應(yīng)小于0.8m，路塹不應(yīng)小于0.6m.表2-1直線地段標(biāo)準路基面寬度查表得：二級次重型單線鐵路道床頂面寬度為3.3m。6蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(論文)2.5.2單線鐵路路基面寬度計算A1.435?g?)?0.04?e22x二(2.1)1?0.04m3.31.435?0.0750.45?(?)?0.04?0.185=1?0.041.75h?(=1.38mB=A+2x+2c=3.3+22?1.38?2?0.8=7.66m式中：B一路基面寬度，m;A一道床頂面寬度，m；此處取3.3m；m—道床邊坡破率，輕型軌道為1:1.5；其余為1.75；此處為1.75；h—道床厚度，m；此處為0.45m；e一軌枕埋入道砟深度，III型鋼筋混泥土軌枕為0.185m，II型鋼筋混泥土軌枕為0.165m；此處取0.185m；g一軌頭寬度，75kg/m軌為0.075m，60kg/m軌為0.073m，50kg/m軌為0.07m；此處取0.075m；c一路肩寬度，路肩0.8m；x一砟肩至砟腳的水平距離。2.6路基邊坡坡度的選取路基邊坡坡度對路基穩(wěn)定十分重要，確定立即邊坡坡度是路基設(shè)計的重要任務(wù)。7蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）表2-2路堤邊坡坡度根據(jù)路基邊坡坡度表，對于路基全部高度不足8m的橫斷面，取坡度為1:1.3；對于坡度超過8m的，取1:1.5。2.7路基承受的荷載路基荷載是指作用在路基上的應(yīng)力，它包含兩個部分：一部分是線路上部結(jié)構(gòu)的重量作用在路基面上的應(yīng)力，即靜荷載；另一部分是車輛行駛時輪載力通過上部結(jié)構(gòu)傳遞到路基面上的動應(yīng)力，即動荷載。普通鐵路路基設(shè)計時把靜荷載和動荷載一并簡化為靜荷載進行處理，即換算土柱法。根據(jù)列車和軌道荷載換算土柱高度及分布寬度圖可知，二級次重型鐵路，換算土柱高度為3m,寬度為3.5m。2.8路基填料在路基工程中，通常一句土在壓實后的工程性質(zhì)能否滿足要求而分為A、B、C、D、E五組。A組也稱為優(yōu)質(zhì)填料，包括硬塊石、級配良好和細粒土含量小于15%的漂石土、卵石土、碎石土、圓礫土、角礫土、礫砂、粗砂、中砂。B組為良好填料，包括不易分化的軟塊石，級配不良的漂石土、卵石土、碎石土、圓礫土、角礫土、礫砂、粗砂、中砂、細粒土含量在15%-30%的漂石土、卵石土、碎石土、圓礫土、角礫土和細砂、黏砂、砂粉土、砂黏土。C組為一般填料，包括易風(fēng)化的軟塊石，細粒土含量在30%以上的漂石土、卵石土、碎石土、圓礫土、角礫土和粉砂、粉土、砂黏土。D和E組填料分別為不宜使用的差質(zhì)填料和嚴禁使用的劣質(zhì)填料。8蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）由于路基基床表層對于土體的要求相對很高，所以一般選用A組填料來進行