一、铁路工程各专业所需的地质设计参数
(一)路基
1、路堤
1)一般路堤:基底土承载力小于200kP地段土的沉降计算,设计参数为e、e-p曲线
2)高路堤(粗粒土>20m,细粒土>12m)
(1)填料的γ、c、φ值—稳定计算,最佳含水量—稳定分析,用于沉落加宽计算
(2)基底土的γ、c、φ值,e、e-p,e-Lgp曲线—沉降计算
3)陡坡路堤(横坡>1:1.25,即22°)
(1) 填料的γ、c、φ值稳定计算
(2)基底土的γ、c、φ、σ0—稳定计算
(3)支挡建筑物基底与岩土的摩擦系数f
4)浸水路堤
(1) 填料的γ、c、φ值—稳定计算
(2)防水措施所需的设计参数,如支挡的σ0、f等
2、路堑
1)土质路堑
(1)边坡土的γ、c、φ地下水位—稳定计算
(2)基底土的σ0、e、e-p,e-Lgp曲线—沉降计算
(3)边坡率
(4)支挡工程的设计参数(挡土墙、抗滑桩、锚杆等)
2)石质路堑
(1)石质边坡的γ、c、φ或φe(岩体,结构面)
(2)边坡率
(3)加固工程所需的设计参数
3、不良地质地段路基
1)崩塌地段
(1)石块的弹跳高度、块度
(2)各类防护和支挡建筑所需的设计参数
①遮挡建筑—棚洞、明洞(按隧道要求)
②支挡建筑—按支挡建筑要求
③拦截建筑—拦石墙等
2)岩堆地段
(1)路堑边坡率
(2)路堑边坡土的γ、c、φ、σ0、f—稳定计算
(3)支挡建筑的设计参数
3)岩溶及人工洞穴地段
(1)洞穴顶板的安全厚度:完整基岩厚跨比为0.5,不完整基岩,顶板厚度>5倍洞高
(2)洞穴距路基的安全距离:坡脚距洞穴的水平距离必须满足路堤填料扩散角的要求
(3)处理工程的设计参数(视处理工程的种类而定)
4)煤矿采空区地段
(1)确定移动盆地范围
(2)在路基范围内埋深<40m,宽度>2m的坑道必须处理
5)地震地区路基
(1)基底土计算沉降指标
(2)液化土指标:按铁路抗震设计规范,采用标贯及静探来判定
(3)软土的震陷指标:按软土层的承载力及平均剪切波速来判定,如7度区,fK<80KPa,Vs<90m/s,即能发生震陷
4、特殊岩土地段路基
1)软土
(1)软土的γ、c、φ—稳定计算,c、φ值应采用三轴试验
(2)软土的压缩曲线e-p,e-Lgp—沉降计算,压缩指数法尚需Cc、Pc、Cs分别为压缩指数,前期固结压力,回弹指数
(3)抗滑建筑所需的设计参数
2)膨胀岩土地段
除同一般路堤、路堑外,增加
(1)膨胀性指标:膨胀土为自由膨胀率≥40%,蒙脱石含量≥7%,阳离子交换量≥170mmoL/kg,膨胀岩为自由膨胀率≥30%,饱和吸水率≥10%,膨胀力≥100KPa
(2)大气影响层深度:由降水、蒸发、地温等气候因素引起土的膨胀变形的有效深度;影响特别显著的深度称大气影响急剧层深度。
5、主要附属工程
1)挡土墙
(1)墙背土的γ、c、φ—稳定计算
(2)土与墙背的摩擦角—稳定计算
(3)基底摩擦系数—稳定计算
(4)基础承载力—承重计算
2)抗滑桩
(1)岩土的σ0、γ、c、φ—推力计算
(2)地基系数—稳定计算(土按地基土比例系数提)。根据wikler假定压力与沉降成正比而来,是地基土在外力作用下,产生单位变位时所需的压力,有的认为是一个常数,有的认为在土层中是随深度成正比增长的一个变数,由地基系数的比例系数与深度之积构成,一般地,在弹性桩设计时,土层中提地基系数的比例系数;在隧道设计中一般提地基系数。地基系数、基床系数、弹性抗力系数、地层抗力系数属同一概念。
3)锚杆、锚索
(1)土的γ、c、φ孔隙率、渗透系数—强度及压浆计算
(2)岩石的剪切强度(抗剪、抗剪断、抗切),抗剪强度是沿已有的破裂面进行,τ=σtgφ;抗剪断强度是指在垂直压力作用下的岩石剪断强度,即τ=σtgφ+c;抗切强度是指应力等于零时的抗剪断强度即τ=c
(3)岩石与灌浆的结合力,一般查表
(4)地下水的腐蚀性
4)深基坑
(1)坑壁及基底土的σ0、γ、c、φ、e、K。、压缩模量,是支护设计和沉降计算的技术参数。c、φ值应采用三轴试验的总应力法,有效应力法;基坑底有软粘土时,应进行抗隆起验算,有砂土时,特别是粉、细砂时,应进行抗渗流稳定性验算。
(2)渗透系数—降水截水设计
(3)基床系数—支护设计
(4)岩石的单轴极限抗压强度—支护设计
(5)孔隙水压力—支护设计;注意抗浮设防水位,进行抗浮验算,提供所采取的抗浮措施,如抗浮锚杆等所需的地质设计参数
(6)标贯击数—估算砂土的有效内摩擦角,用于支护设计