特殊地区道路题.doc

1,路基湿度根据周边水文条件可能增大，也可能减小，直到湿度与地下水和大气水作用达到平衡状态。2，路基平衡含水率预测：当路基处于地下水位毛细作用面以下时，潮湿类路基可根据路基土组类别及地下水位高度，查表得出不同高度路基处的饱和度。当地下水位较深，路基含水率主要由大气影响，路基平衡湿度可根据路基所在自然区划的湿度指标TMI和土组类别确定。当路基处于中湿状态（即路基被地下水毛细作用分为上下两部分），位于地下水毛细湿润面以上的部分的湿度由土组类别和TMI确定平衡湿度，下面部分湿度由土组类别和距离地下水位的距离确定其平衡湿度。3，二，新建公路的路基回弹模量设计值E0按照公式确定，并满足的要求。标准状态下回弹模量值MR根据以下方法取得路基填料的回弹模量可根据三轴实验仪实验方法测得。当试验条件受限制时，可根据土组类别和粒料类型查表得到模量参考值。初步设计阶段，可根据公式由填料的CBR值估算标准状态下的回弹模量值。对路面的疲劳开裂具有重要的影响。影响累计变形，例如车辙。在一定荷载作用下，路基顶面变形越大，路面所能承受的荷载作用次数越少，会加速路面的破坏。土质改良：用良好的土质换填。在不良土质中加入一定量的水泥，石灰，二灰提高其强度。对于细粒土，采用砂砾石，碎石进行掺合处治或用无机结合料进行稳定处治。 调整路基湿度状态：排水降低地下水位或设置排水垫层路基中设置不透水隔离层提高路基临街高度提高路面强度和厚度，减小传递到路基顶面的应力。三，地基加固的方法：四，5.(1)上埋式涵管因两侧填土较厚，其压缩变形大于涵管顶部土体的压缩变形，两侧填土对管顶填土产生下拉的剪切应力，故涵管承受的压力大于其上覆土自重，巨大的压力常使涵管混凝土开裂、破坏。将泡沫塑料如EPS作为柔性填料，布置于涵洞的管顶，利用EPS的压缩性，使得刚性结构与填土之间产生一定的位移，由于EPS的压缩性大于土体，因而有利于建筑物顶部的荷载转移给两侧的土体，有利于土体自身剪切强度的发挥，从而减小作用于结构上的土压力，提高结构的承载能力。(2)在土中放置了塑料土工格栅,构成了土筋材的复合体。由于土的抗拉抗剪性能差,在土体中加筋,以筋材料为抗拉构件,与土产生相互摩擦作用,限制其上下土体及土体的侧向变形,等效于给土体施加了一个侧压力增量,从而增加土体内部的强度和整体性,提高土体的抗剪强度。从而起到对挡土墙的作用。筋土间相互作用的基本原理大致可归纳为两种解释:摩擦加筋理论;似粘聚力理论。1） 摩擦加筋理论：与土工格栅表面的相互作用所形成的摩擦剪力可分为两部分,(1)土颗粒与土工格栅之间的摩擦剪力;(2)土颗粒与土工格栅之间的咬合力(包括土颗粒与土工格栅的横向格棒之间的承端力和土工格栅孔内的土颗粒与土工格栅孔外的土颗粒之间的摩擦剪力)。2） 似粘聚力理论：加筋土力学性质的改善是由于新的复合土体(即加筋碎石土)具有某种/粘聚力的缘故,这种粘聚力不是原来的碎石土所具有的,而是加筋的结果。由于所铺设的加筋材料与土之间的相互作用,相应地对原来的土体产生一种侧向的约束,就如同钢筋混凝土中的箍筋一样,限制了土体的侧向变形,相当于在原来的土体小单元中提供了一个侧压力增量,提高了土体的抗压强度,这种侧压力增量用粘聚力c来代替了。因此,我们称这个粘聚力为似粘聚力。6. 软土地基条件下轻质材料铺设厚度的确定方法？EPS路堤主要目的是减轻路堤自重，减小地基应力和沉降。EPS铺设厚度可以根据以下两种情况确定：（1）一种为不增加原地基任何应力，在原地面挖掘一定深度用EPS置换，根据地基应力等效原则确定EPS 铺设厚度；（2）另外一种就是根据EPS路堤地基沉降与普通土路堤沉降之差确定EPS铺设厚度。7、（1）路基拓宽工程的核心技术问题时新老路基的差异变形，主要包括拓宽荷载产生的地基二次沉降、拓宽路基的压密变形，以及新老路基结合不良导致的蠕滑或滑移。路基拓宽后，新老路基之间将形成沉降差。为避免差异沉降引起路基纵向裂缝，需保证拓宽路基与既有公路路基之间的良好衔接，并对新拓宽道路的地基进行处治，减小地基沉降，同时要注意路堤本身的压实，以减小路堤自身压缩沉降。（2）软土高速公路经多年通车，既有路基已基本固结，处于沉降稳定状态，由于拓宽路基填筑过程中发生的施工沉降将直接影响既有路基的沉降变形，因此旨在加快固结速率减小工后沉降，但未减小总沉降的排水固结法不适用。强夯法由于在施工规程中将对既有路基的沉降和稳定造成影响，故也不适合。另外，对于鱼水塘、河流、水库等路段，排水清淤时，如果不采取防渗和隔水措施，由于既有路基很密实，其中的水将无法排出，从而向拓宽路基土壤中移动，根据有效应力原理，将造成既有路基有效应力降低，对既有路基产生附加沉降从而引发路面开裂，实际工程中已有既有路基过量变形甚至坍塌的工程案例。8、复合地基:是指两种刚度(或模量)不同的材料(桩体和桩间土)所组成，在相对刚性基础上两者共同分担上部荷载并协调变形(包括剪切变形)的地基。根据地基中增强体的方向可分为水平向增强体复合地基和竖向增强体复合地基。根据复合地基工作机理可作以下分类：复合地基的作用机理主要表现为：挤密效应、排水固结效应、桩体效应、垫层效应和加筋效应。1)挤密效应：竖向增强体复合地基在施工过程中将桩位处的土部分或全部的挤压到桩侧，使桩间土体挤压密实；2)排水固结效应：增强体透水性强，是良好的排水通道，能有效地缩短排水距离，加速桩间饱和软黏土的排水固结；3)桩体效应：复合地基中桩体刚度大，强度高，承担的荷载大，能将荷载传到地基深处，从而使复合地基承载力提高，地基沉降量减小；4)垫层效应：复合地基的复合土层宏观上可视为一个深厚的复合垫层，具有应力扩散效应；5)加筋效应：水平向增强体复合地基，在荷载的作用下，发生竖向压缩变形，同时产生侧向位移。复合地基中的加筋材料，将阻碍地基土侧向位移，防止地基土侧向挤出，提高复合地基中水平向的应力水平，改善应力条件，增强土的抗剪能力；6)协作效应：增强体与周围土体协调变形、共同工作、相得益彰。如竖向增强体复合地基，桩体强度高，刚度大，约束土体侧向变形，改善土体的应力状态，使土体在较高应力状态下不致发生剪切破坏。同时，土体也约束桩体的侧向变形，保持桩体的形状，提高桩的强度和稳定性。复合地基形成的条件：（1） 复合地基中不存在类似桩基中的群桩效应。（2）复合地基犹似钢筋混凝土，其中地基中的桩体有如混凝土中的钢筋。（3）它的实质就是考虑桩、土的共同作用，这无疑较之仅仅认为荷载由桩体来承担要经济和合理。复合地基荷载的传递路径：荷载通过基础将一部分荷载直接传递给地基土体，另一部分通过桩体传递给地基土体，如下图所示。从荷载传递路线看，复合地基的本质是桩和桩间土共同直接承担荷载。9、 风化岩石填筑路堤的可行性与技术研究。风化岩与未风化岩石相比存在许多不利的工程特性，如强度低，抗风化能力、抗水性及抗变形能力较差，易破碎、易崩解等，因此填石路基填料多采用优质石料。但是，并非不能用风化岩石进行路基填筑。风化岩石路基填料工程特性与可行性：压实特性：风化砂岩路基与普通填石路基相比，施工压实过程中的破碎性严重，普通填石路基在压实过后形成的是一种骨架空隙结构，依靠石料之间的嵌挤作用承载。而风化砂岩路基经过碾压密实破碎再碾压再压密的压实过程后细料对骨料的填充程度决定了其压实后的承载方式，对于微风化砂岩，其形成的结构类似于普通填石路基的骨架空隙结构；对于风化较严重的砂岩，压实过程中破碎严重，细颗粒含量多，形成较为密实的结构。 破碎特性：与未风化的填石路基相比，砂岩因风化后强度降低而更容易破碎导致路基原本稳定的结构会发生一定的变形，从而影响工程的正常使用。但在施工阶段中出现的压碎对路基工程质量来说有减少空隙率的作用，破碎会促进颗粒的重新排列，较细的颗粒进入大颗粒所形成的空隙中，使得空隙率减小，结构更趋紧密，填筑体在力学上进一步稳定。措施：1、控制填料的最大粒径，最大粒径不仅影响机械的选择和摊铺厚度，而且对路基压实的质量也有很大的影响。在同一压实功能下，路基填筑体的压实密度随着最大粒径的增大而增大。风化岩石填料最大粒径不超过层厚的 2/3。2、提高地基承载力的要求，风化岩石路基的填料一般为粒径较大的碎石，颗粒之间基本上没有粘聚力，其抗剪强度由颗粒之间的摩擦力与嵌挤力来形成，且强度较高，但风化岩石路基对地基的不均匀沉降较为敏感，当地基发生较大沉降，石料之间的嵌挤作用会被破坏后，因此足够的地基承载力是保证路基压实质量和正常使用性能的前提。3、排水；由于风化岩石水稳定性较差，因此宜在路堤底部填筑不易风化的片石、砂砾石或块石等透水性材料来设置透水层，其厚度应不小于 30cm，以防止水对地基的不良影响。4、路基压实；由于风化砂岩路基的细颗粒含量相对较高，所以含水量在路基压实过程中的作用明显，施工当中参照填土路基最佳含水量的确定方法对风化砂岩进行标准击实试验，确定其最佳含水量。压实机械宜选择振动压路机，生产效率高，压实效果好。及时计算沉降量，观测沉降变化，控制压实质量。10、 比较朗金和库伦土压力的假设和适用条件，其基本假设为简化土压力分析和计算提供了什么条件。朗金土压力是半无限土体处于极限平衡状态时的应力情况，其假设挡土墙墙背直立、光滑，墙后土体表面水平且无限延伸，适用于粘性土和无粘性土；而库伦土压力是根据墙后滑动土楔的静力平衡条件推导得出的，其假设填土是砂性土，考虑了墙背与土之间的摩擦力，并可用于墙背倾斜、填土面倾斜的情况。朗金土压力构建了重力与水平力的关系，在模型的应力分析中，各个面上的剪应力均为零，法向应力为主应力，计算极限平衡状态下的土压力。而库伦土压力假设为砂性土，无粘聚力，确定了滑动楔形体分别与稳定土体和挡土墙之间的作用力的方向。11、 从作用机理考虑，支挡结构的分类。从作用机理上考虑，支挡结构分为重力式、悬臂式、扶壁式、锚杆式、锚定板式、加筋土式、桩板式等。重力式挡墙是以墙身自重来维持挡土墙在土压力作用下的稳定。体积、重量大，对地基上承载力要求高。其中，衡重式挡墙设置了衡重台，并利用衡重平台上的填土自重，使墙身自重增大，整体重心后移，增加了抗滑力与抗倾覆弯矩，提高了墙身的稳定性。半重力式在墙背设置少量钢筋并展宽墙趾，增大了挡墙的抗倾覆弯矩。悬臂式主要由立壁、趾板及踵板三个钢筋混凝土构件组成，其依靠底板上的填土重量来维持挡土墙的稳定。扶壁式是沿悬臂式挡土墙的立臂，每隔一定距离加一道扶壁，将立壁与踵板连接起来的挡土墙。土压力产生的弯矩和剪力由竖板和扶壁共同承受，而且踵板上的土体自重也可有效地抵抗倾覆和滑移。自身质量轻，可以较好的发挥材料的强度性能，能适应承载力较低的地基。锚杆式由钢筋混凝土挡板和锚杆组成，依靠锚固在岩土层内的锚杆的水平拉力以承受土体侧压力的挡土墙。锚定板式与锚杆式类似，但仅锚杆的固定端用锚定板固定在山体内。加筋土式是在土中加入拉筋，当墙后土体作用于挡墙时，利用拉筋与土之间的摩擦作用，改善土体的变形条件和提高土体的工程特性，从而达到稳定土体的目的。桩板式由桩柱和挡板组成，利用深埋的桩柱前土层的被动土压力来平衡墙后土体的主动土压力。12、 普通悬臂式抗滑桩与预应力锚索抗滑桩的受力特征。普通的悬臂抗滑桩是“被动型”的受力机构。抗滑桩浇 注完成后并不立即起支挡作用，只有当滑坡推力作用在桩上，使桩产生位移和变形，形成地基反力，桩才能逐渐具备抗滑功能，开始阻止滑坡的进一步滑动。这种受力机制，对需要治理的滑坡，特别是当滑坡体上或前缘处有重要的建筑物时，都不能很快地阻止滑坡的变形和开裂。预应力锚索抗滑桩结构是通过在锚索中施加预应力作用在桩上，通过桩身来实现承受滑坡推力或土压力。当在桩头安装了预应力锚索之后，桩的受力条件由原先的被动承受滑坡推力变成主动抵抗滑坡推力，桩与锚索共同作用，组成一个整体，通过施加大吨位预应力，可使桩身反压在岩土上，形成“主动反压”支挡机构，可严格限制滑体的位移再发生，这对于滑体上有严格位移限制的滑坡治理工程尤为重要。桩锚索这种联合体系用于抗滑支挡结构充分利用了锚索强度高，抗拉性能好、易弯曲、好操作的特点；也利用了钢筋混凝土结构易于形成整体结构，混凝土的抗剪抗压性能好，与土体反压后形成自身阻滑的特点。13、 滑坡整治过程中实施动态设计和信息化施工的目的、意义和方法（以抗滑桩或抗滑挡土墙为例，含检测和监测的内容和要求）。信息化施工就是在施工过程中，通过设置各种测量元件和仪器，实时收集现场实际数据并加以分析，根据分析结果对原设计和施工方案进行必要的调整，并反馈到下一施工过程，对下一阶段的施工过程进行分析和预测，从而保证工程施工安全、经济地进行。对于滑坡地段，勘察期间就应在滑坡体上布置一定的地表位移监测点和深部位移监测孔。一方面尽快掌握滑坡的变形特征、稳定状态和滑带埋深等，另一方面可利用地表位移监测和深部位移监测成果反馈于治理工程设计和施工过程中。采用抗滑桩进行滑坡整治时，通过地表位移监测，绘制地表位移监测曲线，可以充分反映位移变化的速率和降雨量变化特征与应急治理工程的作用效果，如当主滑体前部出现加速变形趋势，开以在坡体前缘进行堆载施工，减缓坡体下滑速度，为抗滑桩或预应力锚索的施工争取足够的时间。而深部位移监测是为了准确确定滑面的位置，掌握滑坡变形的空间分布特征，指导治理工程布置，如在桩孔开挖时，下部基岩与勘察结果不符，设计的抗滑桩长度较短，为保证抗滑桩的安全性，调整抗滑桩的长度。【14】试述桩板式挡土墙和土钉支护的施工特点。桩板式挡土墙的施工特点 1) 桩板式挡土墙结构受力可靠、支挡效果好、施工简便、质量容易控制; 2) 对地基承载力要求不高，当地基承载力不足时，可由加深桩的埋深得到补偿; 3) 桩板式挡土墙施工工序相互干扰少，以便于加快施工进度; 4) 占地面积小、圬工量小，能降低工程成本; 5) 桩板式挡土墙兼具挡土和抗滑作用，适用于地质条件复杂、不良地质有滑坡隐患地段的边坡支挡; 6) 适用于土压力大，墙高超过一般挡土墙限制的地段。土钉支护的施工特点 采用土钉墙边坡支护技术可做成近乎垂直的支护边坡,从而可以减少占地面积,这对不利于开挖的地区、城镇道路以及土地珍贵的地区而言,有着巨大的经济意义;其次土钉墙能够适应地基较大的变形,可适用于较软的地基上,且各工序施工可交叉进行,作业面比较容易展开,因而施工简便、快速、可节省劳力和缩短工期;再者可节约工程造价,土钉墙的造价比其它支护技术可节省造价约20%-30%。【15】试述冻土在温度梯度作用下产生水分迁移和积聚的原因 地温是影响水分迁移的主导因素，气温降低引起部分液态相变成冰，土壤冻结，冻结带土壤水势降低，由此产生的土水势梯度使水分由高土水势未冻带向低土水势的冻结带迁移。土壤在冻结过程中水分向冻结界面迁移的现象十分明显，土温越低，冻结速度越快，原位冻结的水分越多，向冷端迁移水量减少；反之，土温越高，冻结速度越慢，原位冻结的水分越少，向冷端迁移水量增多。 非饱和土孔隙中存在着毛细水和薄膜水，但在水分受力平衡的状态下，它们并不运动，处于静止状态。当非饱和土冻结时，增长的冰晶从邻近的水化膜中夺走水分，使水化膜变薄，而相邻的厚水化膜向薄水化膜补充水分，这样就形成了水分向冻结锋面运移。可见温度的变化引起水质点周围力的重新分布，所以温度梯度是水分迁移的重要诱导因素。【16】试从冻胀影响因素出发，提出路基或构筑物地基防冻胀技术措施 冻胀现象的产生要同时具备土质、温度、地下水3个因素的作用。因此,为了防止道路冻胀破坏作用的产生,只要消除这3个因素中的一个,就能达到防治的目的。防治道路冻胀的措施可以归纳为以下几类:1、采用非冻胀材料换填冻胀土的“置换法”;2、在路基中设置隔温层,提高冻胀土的温度,减少冻胀量的“隔温法”;3、在冻胀土中掺入石灰和水泥,改变其冻胀性质;4、降低冻结温度的“稳定处理法”。【17】试述冻土路基设计原则及其适用条件(一)多年冻土地区路基设计，根据具体情况，分别采取保护多年冻土或破坏多年冻土的设计原则。 1. 在饱冰冻土和含土冰层地段，应采取保护多年冻土的原则。 2. 在富冰冻土地段，当含水量较大，且公路等级较高时，宜采取保护多年冻土的原则;当含水量小，融化后不致发生过量沉陷时，也可按破坏多年冻土的原则设计。 3. 在少冰冻土和多冰冻土地段，允许破坏多年冻土，并按一般路基进行设计。(二)多年冻土地区路基填土高度，应满足防治翻浆和冻胀的最小填土高度要求。在采取保护多年冻土的路段，应同时满足上限不下降的要求。(三尽量避免挖方、零断面和高度不够的低填方，如不能避免时要采取相应的措施。(四)为保护多年冻土不致融化，除须满足路基填土高度的要求外，还须做好路基排水工程，并保护好路基附近的植被。在生长塔头草地段，应用反铺塔头草的方法，把路基底部塔头草之间的空隙填满，以加强保温。(五)下列地段路基应进行个别设计:1. 富冰冻土、饱冰冻土及含土冰层地段;2. 热融滑塌地段;3. 热融沉陷、热融湖(塘)地段;4. 冰丘、冰椎地段;5. 冻土沼泽地段;6. 低填、浅挖、零断面地段;【18】试述多年冻土地区路基温度调控技术措施 从对路基温度场影响的方式来看,目前己有的保护路基稳定性的工程措施,可简单地分为主动措施和被动措施。被动措施主要是指保持地温的原有状态,或者减缓多年冻土退化的进程;主动措施是指主动地改造冻土的原有热学状况,诱导其向有利于指定工程稳定性的方向进行。(1)被动工程措施,修筑一定高度的路基来保护其下的冻土,使其不至于因土体融化而造成各种病害现象,其作用原理在于抵制或者减缓由于冻土退化导致的路基破坏,具体措施如下:改变路基结构土体表面的热福射。目前已应用的改变路基地表热辖射的技术主要包括:增加路基高度、建设遮阳棚、将黑色的洒青路面进行粉刷,使其颜色变浅来增加地表的反射率,将路基结构的边坡位置处或者表面粉刷白色油漆,或在路基面处铺设颜色为浅色的碎石等;改变路基土体与大气及原冻土热传导状况。(2)主动工程措施,主要体现在调控传导和对流上。目前已釆用的方法主要包括通风路基、热棒路基以及碎石或者碎片路基。通风管路基的原理是利用冷空气密度较大的特性,利用外界风向将路基土体外的热量带走,同时将路基内部通风管中的相对温度较高的空气置换出来,从而起到保护路基稳定性的目的。热棒路基是通过汽液两相的相互转换,利用对流循环的方式换热,进而达到热量传输的目的。碎(片)石路基。其工作原理是应用碎(片)石堆棚体冬季便于储冷,夏季可以隔热的性能。