四路基穩(wěn)定性分析計算

第四章路基穩(wěn)定性分析計算第一節(jié)概述1、一般情況下，無需進行穩(wěn)定性設計，特殊條件下（如高度超過8米的土質(zhì)邊坡和高度超過12米的石質(zhì)邊坡），需進行穩(wěn)定性分析與驗算。2、土坡穩(wěn)定性的分析方法，按失穩(wěn)土體的滑動面特征，可歸納為直線、曲線和折線；巖石邊坡的穩(wěn)定性分析，主要取決于巖石的產(chǎn)狀與結構。3、路基邊坡穩(wěn)定性的計算方法有：工程地質(zhì)法（比擬法）、力學分析法和圖解法；路基邊坡穩(wěn)定力學計算基本方法是分析失穩(wěn)滑動體沿滑動面上的下滑力與抗滑力，取兩者之比值為穩(wěn)定系數(shù)K，K<1時，不穩(wěn)定；K=1時處于極限狀態(tài)；K>1，穩(wěn)定；工程上一般規(guī)定K取1.2～1.3.第四章路基穩(wěn)定性分析計算4、行車荷載是邊坡穩(wěn)定性分析的主要作用力之一，計算時將車載換算成相當于路基巖土層厚度，計算公式見（4-1）；行車荷載對較高路基邊坡的穩(wěn)定性影響較小，換算高度可近似分布于路基全寬上，采取近似方法時，也可以不計算行車荷載。第四章路基穩(wěn)定性分析計算第二節(jié)直線滑動面的邊坡穩(wěn)定性分析砂類土路基邊坡滲水性強，粘性差，邊坡穩(wěn)定性主要靠其內(nèi)摩擦力支承，失穩(wěn)土體的滑動面近似直線形態(tài)。一、試算法按靜力平衡公式有：滑動面位置不同，K值亦隨之改變，邊坡穩(wěn)定與否的判斷依據(jù)，應是穩(wěn)定系數(shù)的最小值，相應的最危險滑動面的傾角，上式表明，K值是的函數(shù)，可選擇4到5個滑動面，計算并繪制兩者的關系曲線，即可確定最小的K第四章路基穩(wěn)定性分析計算與的關系曲線，當其符合規(guī)定，路基穩(wěn)定，否則要另行計算。二、解析法對于上面的計算公式，求導數(shù)代替試算法，可以大大簡化計算。計算公式（4-7）即可用來求路基邊坡角的穩(wěn)定系數(shù)最小值，亦可在其他條件固定時，反求穩(wěn)定的坡角或計算路基的限制高度。見教材例4-1、4-2、4-3。第四章路基穩(wěn)定性分析計算第三節(jié)曲線滑動面的邊坡穩(wěn)定性分析一般來說土均具有一定的粘結力，滑動面也多數(shù)是曲面，通常假定為圓弧滑動面。邊坡穩(wěn)定性的計算方法較多，比如有條分法（瑞典法）、條分法的圖解和表解法、解析法（如應力圓法）等。一、圓弧滑動面的條分法1、原理該方法的基本原理是靜力平衡。假定土質(zhì)均勻，不計滑動面以外的土體位移產(chǎn)生的作用力，計算時取單位長度，將滑動土體劃分為若干土條，分別計算各土條對于滑動圓心的滑動力矩和抗滑力矩，取兩者力矩之比值為穩(wěn)定系數(shù)。第四章路基穩(wěn)定性分析計算2、圖式首先要確定圓心和半徑。一般情況下，圓心的位置是在圓心輔助線EF的延長線上移動，E、F的位置可用4.5H法確定：（1）由A點作垂直線，取深度為H確定G點，由G點作水平線，取距離為4.5H確定E點。（2）F點的位置由角度B1（以平均邊坡線為準）和B2（以B‘的水平線為準），角度B1和B2取決于路基的邊坡率，見表（4-1）。（3）取4至5個點為圓心，分別求出K值，并繪制K值曲線，則可以解得K的最小值及相應的圓心點位置。3、計算式第四章路基穩(wěn)定性分析計算計算公式見（4-8）；二、條分法的表解和圖解此方法不計行車荷載，圓心位置用36度法確定，穩(wěn)定系數(shù)增大。1、表解法將土條的高度、寬度及弧長統(tǒng)一換算成邊坡高度的函數(shù)，見公式（4-9），式中A和B的值可由表4-2查得。見例4-42、圖解法取K＝1.0，式（4-9）改為（4-10），然后繪制圖4-11，可以確定任意高度H時的邊坡角，或指定邊坡角確定H值，見例4-5。第四章路基穩(wěn)定性分析計算三、圓弧滑動面的解析法1、坡腳圓法高塑性土的內(nèi)摩擦角很小，路基邊坡穩(wěn)定性驗算時，取為0，若坡頂為水平面，圓弧滑動面通過坡腳，稱之為坡腳圓，邊坡穩(wěn)定系數(shù)計算公式見（4-13）（4-14），利用此兩式，假定不同的坡腳參數(shù)，分別計算和繪制成關系曲線圖，可簡化計算。見例4-6～例4-82、中點圓法軟基上的高塑性土路堤，坡頂為水平，而原地面成水平或向下傾斜。此時，最危險滑動面將移至坡腳以外，連同部分地基軟弱土形成整體滑動，此類圓弧稱為中點圓。第四章路基穩(wěn)定性分析計算計算公式見（4-16）（4-17）。為了便于計算，工程上引入了兩個因數(shù)，確定最然險滑動面的位置，計算公式見（4-19）（4-20）。經(jīng)過試算，可繪制成圖4-17，進行圖解。見例4-19中點圓和坡腳圓同屬于內(nèi)摩擦角為0的圓弧滑動面計算方法。實際應用中，首先必須判別圖式類型。對高塑性填土，當坡腳>53度時為坡腳圓，坡腳<53度時為中點圓，坡腳>60度時為坡面圓。第四章路基穩(wěn)定性分析計算第四節(jié)軟土地基的路基穩(wěn)定性分析軟土是由天然含水率、壓縮性高、承載能力低的淤泥沉積物及少量腐殖質(zhì)所組成的土。其抗剪強度低，填土后受壓，可能產(chǎn)生側向滑動或較大的沉降，從而導致路基的破壞。較薄時，原則上清除掉，軟厚時，采取加固措施。一、臨界高度的計算軟土地基的臨界高度是指天然地基狀態(tài)下，不采取任何加固措施，所容許的路基最大填土高度。1、均質(zhì)薄層軟土地基臨界高度計算公式見（4-21）；例4-102、均質(zhì)厚層軟土地基臨界高度計算公式見（4-22）。第四章路基穩(wěn)定性分析計算二、路基穩(wěn)定性的計算方法

軟土地基的穩(wěn)定驗算方法采用圓弧條分法，可分為總應力法、有效固結應力法、有效應力法等。1、總應力法計算公式為（4-23）；2、有效固結應力法可求任一時間已知固結度的安全系數(shù)，計算公式（4-24）第四章路基穩(wěn)定性分析計算第五節(jié)浸水路堤的穩(wěn)定性分析浸水路堤除承受自重和行車荷載作用外，還受到水浮力和滲透動水壓力的作用，水的浮力取決于浸水深度，滲透動水壓力則視水的落差而定。浸水路堤的邊坡穩(wěn)定性計算，通常亦假定滑動面為圓弧，最危險的滑動面通過坡腳，圓心位置的確定與條分法相似。穩(wěn)定性計算方法有：假想摩擦角法、懸浮法和條分法。一、假想摩擦角法基本特點：適當改變填料的內(nèi)摩擦角，利用非浸水時的常用方法，進行浸水時的路堤穩(wěn)定性計算。根據(jù)庫侖定理，計算得到同一滑動體浸水前后的重力之第四章路基穩(wěn)定性分析計算比，實際上就相當于干與濕的重度之比。適當改變內(nèi)摩擦角，代入有關圓弧滑動面的穩(wěn)定性計算式，即可求得穩(wěn)定系數(shù)。此法適用于全浸水路堤。二、懸浮法基本特點：假想用水的浮力作用間接抵消動水壓力對邊坡的影響，即在計算抗滑力矩中，用降低后的內(nèi)摩擦角反映浮力的影響，而在計算滑動力矩中，不考慮浮力作用，滑動力矩沒有減小，用以抵償動水壓力的不利影響。計算公式見（4-25）三、條分法該方法的基本原理和計算步驟，與非浸水時的條分法相同，但土條分成浸水與干燥兩部分，并直接計入浸水后第四章路基穩(wěn)定性分析計算的浮力和動水壓力作用。此法比前述兩種方法更精確。計算公式為（4-26）；見例4-11、4-12、4-13。第四章路基穩(wěn)定性分析計算第六節(jié)路基邊坡抗震穩(wěn)定性分析一、震害與震力?公路工程抗震設計規(guī)范?要求，對于地震烈度為8度或以上的地區(qū)，路基設計應符合防震的要求，其中包括軟基加固、限制填挖高度、提高路基壓實度、放緩邊坡坡度等。地震時，對于路基邊坡，水平加速度產(chǎn)生水平力危險性最大，實踐證明，路基邊坡穩(wěn)定性分析中，實際采用的地震水平力為式（4-29）二、邊坡抗震穩(wěn)定性的計算1、數(shù)解法首先按非地震地區(qū)的路基邊坡穩(wěn)定性分析方法，確定最第四章路基穩(wěn)定性分析計算危險的滑動面，然后再考慮地震的作用力。計算公式（4-30）；例4-14；2、圖解法用力三角形的圖解法，求各土條的法向力和切向力，具體方法與非地震區(qū)的路基穩(wěn)定性計算基本相同，但考慮到地震角的影響，土條重力偏移方向，進行力的合成。第一節(jié)活塞式空壓機的工作原理第二節(jié)活塞式空壓機的結構和自動控制第三節(jié)活塞式空壓機的管理復習思考題單擊此處輸入你的副標題，文字是您思想的提煉，為了最終演示發(fā)布的良好效果，請盡量言簡意賅的闡述觀點。第六章活塞式空氣壓縮機

piston-aircompressor壓縮空氣在船舶上的應用：

1.主機的啟動、換向；

2.輔機的啟動；

3.為氣動裝置提供氣源；

4.為氣動工具提供氣源；

5.吹洗零部件和濾器。

排氣量:單位時間內(nèi)所排送的相當?shù)谝患壩鼩鉅顟B(tài)的空氣體積。單位：m3/s、m3/min、m3/h第六章活塞式空氣壓縮機

piston-aircompressor空壓機分類：按排氣壓力分：低壓0.2～1.0MPa；中壓1～10MPa；高壓10～100MPa。按排氣量分：微型<1m3/min；小型1～10m3/min；中型10～100m3/min；大型>100m3/min。第六章活塞式空氣壓縮機

piston-aircompressor第一節(jié)活塞式空壓機的工作原理容積式壓縮機按結構分為兩大類：往復式與旋轉(zhuǎn)式兩級活塞式壓縮機單級活塞壓縮機活塞式壓縮機膜片式壓縮機旋轉(zhuǎn)葉片式壓縮機最長的使用壽命-

----低轉(zhuǎn)速（1460RPM），動件少（軸承與滑片），潤滑油在機件間形成保護膜，防止磨損及泄漏，使空壓機能夠安靜有效運作；平時有按規(guī)定做例行保養(yǎng)的JAGUAR滑片式空壓機，至今使用十萬小時以上，依然完好如初，按十萬小時相當于每日以十小時運作計算，可長達33年之久。因此，將滑片式空壓機比喻為一部終身機器實不為過。滑(葉)片式空壓機可以365天連續(xù)運轉(zhuǎn)并保證60000小時以上安全運轉(zhuǎn)的空氣壓縮機1.進氣2.開始壓縮3.壓縮中4.排氣1.轉(zhuǎn)子及機殼間成為壓縮空間，當轉(zhuǎn)子開始轉(zhuǎn)動時，空氣由機體進氣端進入。2.轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動使被吸入的空氣轉(zhuǎn)至機殼與轉(zhuǎn)子間氣密范圍，同時停止進氣。3.轉(zhuǎn)子不斷轉(zhuǎn)動，氣密范圍變小，空氣被壓縮。4.被壓縮的空氣壓力升高達到額定的壓力后由排氣端排出進入油氣分離器內(nèi)。4.被壓縮的空氣壓力升高達到額定的壓力后由排氣端排出進入油氣分離器內(nèi)。1.進氣2.開始壓縮3.壓縮中4.排氣1.凸凹轉(zhuǎn)子及機殼間成為壓縮空間，當轉(zhuǎn)子開始轉(zhuǎn)動時，空氣由機體進氣端進入。2.轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動使被吸入的空氣轉(zhuǎn)至機殼與轉(zhuǎn)子間氣密范圍，同時停止進氣。3.轉(zhuǎn)子不斷轉(zhuǎn)動，氣密范圍變小，空氣被壓縮。螺桿式氣體壓縮機是世界上最先進、緊湊型、堅實、運行平穩(wěn)，噪音低，是值得信賴的氣體壓縮機。螺桿式壓縮機氣路系統(tǒng)：

A

進氣過濾器

B

空氣進氣閥

C

壓縮機主機

D

單向閥

E

空氣/油分離器

F

最小壓力閥

G

后冷卻器

H

帶自動疏水器的水分離器油路系統(tǒng)：

J

油箱

K

恒溫旁通閥

L

油冷卻器

M

油過濾器

N

回油閥

O

斷油閥冷凍系統(tǒng)：

P

冷凍壓縮機

Q

冷凝器

R

熱交換器

S

旁通系統(tǒng)

T

空氣出口過濾器螺桿式壓縮機渦旋式壓縮機

渦旋式壓縮機是20世紀90年代末期開發(fā)并問世的高科技壓縮機，由于結構簡單、零件少、效率高、可靠性好，尤其是其低噪聲、長壽命等諸方面大大優(yōu)于其它型式的壓縮機，已經(jīng)得到壓縮機行業(yè)的關注和公認。被譽為“環(huán)保型壓縮機”。由于渦旋式壓縮機的獨特設計，使其成為當今世界最節(jié)能壓縮機。渦旋式壓縮機主要運動件渦卷付，只有磨合沒有磨損，因而壽命更長，被譽為免維修壓縮機。

由于渦旋式壓縮機運行平穩(wěn)、振動小、工作環(huán)境安靜，又被譽為“超靜壓縮機”。

渦旋式壓縮機零部件少，只有四個運動部件,壓縮機工作腔由相運動渦卷付形成多個相互封閉的鐮形工作腔，當動渦卷作平動運動時，使鐮形工作腔由大變小而達到壓縮和排出壓縮空氣的目的?；钊娇諝鈮嚎s機的外形第一節(jié)活塞式空壓機的工作原理一、理論工作循環(huán)（單級壓縮）工作循環(huán)：4—1—2—34—1吸氣過程

1—2壓縮過程

2—3排氣過程第一節(jié)活塞式空壓機的工作原理一、理論工作循環(huán)（單級壓縮）

壓縮分類：絕熱壓縮：1—2耗功最大等溫壓縮：1—2''耗功最小多變壓縮：1—2'耗功居中功＝P×V（PV圖上的面積）加強對氣缸的冷卻，省功、對氣缸潤滑有益。二、實際工作循環(huán)（單級壓縮）1.不存在假設條件2.與理論循環(huán)不同的原因：1）余隙容積Vc的影響Vc不利的影響—殘存的氣體在活塞回行時，發(fā)生膨脹，使實際吸氣行程（容積）減小。Vc有利的好處—

（1）形成氣墊，利于活塞回行；（2）避免“液擊”（空氣結露）；（3）避免活塞、連桿熱膨脹，松動發(fā)生相撞。第一節(jié)活塞式空壓機的工作原理表征Vc的參數(shù)—相對容積C、容積系數(shù)λv合適的C：低壓0.07-0.12

中壓0.09-0.14

高壓0.11-0.16

λv＝0.65—0.901）余隙容積Vc的影響C越大或壓力比越高，則λv越小。保證Vc正常的措施：余隙高度見表6-1壓鉛法—保證要求的氣缸墊厚度2.與理論循環(huán)不同的原因：二、實際工作循環(huán)（單級壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機的工作原理2）進排氣閥及流道阻力的影響吸氣過程壓力損失使排氣量減少程度，用壓力系數(shù)λp表示：保證措施：合適的氣閥升程及彈簧彈力、管路圓滑暢通、濾器干凈。λp

（0.90-0.98）2.與理論循環(huán)不同的原因：二、實際工作循環(huán)（單級壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機的工作原理3）吸氣預熱的影響由于壓縮過程中機件吸熱，所以在吸氣過程中，機件放熱使吸入的氣體溫度升高，使吸氣的比容減小，造成吸氣量下降。預熱損失用溫度系數(shù)λt來衡量（0.90-0.95）。保證措施：加強對氣缸、氣缸蓋的冷卻，防止水垢和油污的形成。2.與理論循環(huán)不同的原因：二、實際工作循環(huán)（單級壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機的工作原理4）漏泄的影響內(nèi)漏：排氣閥（回漏）；外漏：吸氣閥、活塞環(huán)、氣缸墊。漏泄損失用氣密系數(shù)λl來衡量（0.90-0.98）。保證措施：氣閥的嚴密閉合，氣缸與活塞、氣缸與缸蓋等部件的嚴密配合。5）氣體流動慣性的影響當吸氣管中的氣流慣性方向與活塞吸氣行程相反時，造成氣缸壓力較低，氣體比容增大，吸氣量下降。保證措施：合理的設計進氣管長度，不得隨意增減進氣管的長度，保證濾器的清潔。2.與理論循環(huán)不同的原因：二、實際工作循環(huán)（單級壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機的工作原理上述五條原因使實際與理論循環(huán)不同。4）漏泄的影響5）氣體流動慣性的影響1）余隙容積Vc的影響2）進排氣閥及流道阻力的影響3）吸氣預熱的影響2.與理論循環(huán)不同的原因：二、實際工作循環(huán)（單級壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機的工作原理3.排氣量和輸氣系數(shù)理論排氣量Vt----單位時間內(nèi)活塞所掃過的氣缸容積。實際排氣量Q：Q=Vt

λ輸氣系數(shù)λ

：λ＝λtλv

λ

pλl漏泄的影響余隙容積Vc的影響進排氣閥及流道阻力的影響吸氣預熱的影響二、實際工作循環(huán)（單級壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機的工作原理指示功率pi

：按示功圖計算的功率理論功率Ps、PT：按理論循環(huán)計算的功率

Ps(PT)<