路基土强度与变形特性（铁路路基）.pptx

第二章路基土强度与变形特性2.2路基土强度特性2.3路基土变形特性2.1路基土压实特性

第一节路基土压实特性一、路基土的压实原理（一）土的三相组成土是由固体颗粒、水和气体三部分组成，通常称为土的三相组成。三相物质的质量和体积的比例不同，土的性质也随之不同。

第一节路基土压实特性一、路基土的压实原理（二）细粒土的最优含水率最优含水率：对同一种土料，在标准击实条件下，能够达到的干密度的最大值称为最大干密度，此时相应的含水率称为最优含水率。最优含水率可在实验室通过击实试验测得。达到最优含水率状态的土，其击实效果最好。

第一节路基土压实特性一、路基土的压实原理（二）细粒土的最优含水率

第一节路基土压实特性一、路基土的压实原理（三）粗粒土的压实机理粗粒土：粗细砂、砂砾石、砾石土、碎石土、填石等。含水率对粗粒土的影响较小。粗粒土的压实：常采用振动、夯实等压实机械压实。为实现粗粒土的密实，可以通过调整颗粒的级配来实现。

第一节路基土压实特性二、路基土压实影响因素路基的压实效果受路基土体本身特性和所选的工程机械、施工工艺与施工参数的影响。（一）含水率路基土含水率变化对压实质量具有明显影响。工程上通过控制最优含水率的办法来控制压实质量。含水率对细粒土的压实质量具有明显的影响，对砂砾料、填石料的影响相对较小。

第一节路基土压实特性二、路基土压实影响因素（二）颗粒级配与空隙率颗粒级配：反应路基土体的粒径大小及所占百分比。级配良好：土体的粗细颗粒的比例合理。不均匀系数Cu愈大，表示土粒愈不均匀。工程上把Cu＜5的土视为级配不良的土；曲率系数Cc用于判定土的连续程度，Cc=1~3，级配连续土；Cc3或Cc1，级配不连续土。

第一节路基土压实特性二、路基土压实影响因素（三）土的性质（四）压实功压实功通过压实机具所施加的荷载、碾压次数与作用时间对路基土体起作用。工程上可以通过压实功的方法来提高压实质量，如重碾、增加碾压次数、降低碾压速度等。（五）压实厚度（六）施工工艺

第二节路基土强度特征一、路基土应力—应变关系特征路基土体变形：包括弹性变形和塑性变形。

第二节路基土强度特征二、路基临界动强度及应用土的动力特性：对于不同压实度的路基土均存在一个临界动强度值。小于该强度的动载作用，土体塑性变形将收敛直至稳定；反之，土体塑性变形将不收敛直至土体破坏。临界动强度的应用：铁路路基基床表层确定方法采用动强度控制法。

第二节路基土强度特征二、路基临界动强度及应用《铁路路基设计规范》根据路基临界动强度理论，采用变形控制和强度控制确定铁路路基的基床厚度。线路类型基床结构厚度（cm）表层底层总厚度设计时速160km/h特重型线计时速200km/h客运专计时速250km/h客运专砟轨道客运专线70（含10cm沥青混凝土）230300

第二节路基土强度特征三、路基土抗剪强度试验与应用路基的破坏一般是由于填料强度的不足而引发的剪切破坏。τf＝c’+σ’·tan?’τf＝c+σ·tan?

第二节路基土强度特征三、路基土抗剪强度试验与应用（1）三轴仪

第二节路基土强度特征三、路基土抗剪强度试验与应用（1）三轴仪?3?3?3?3?3?3△?△?2.施加周围压力3.施加竖向压力1.装样分别在不同的周围压力?3作用下进行剪切，得到3～4个不同的破坏应力圆，绘出各应力圆的公切线即为土的抗剪强度包线抗剪强度包线??c?

第二节路基土强度特征三、路基土抗剪强度试验与应用（1）三轴仪不固结不排水剪（UU试验）试样在整个试验过程中都不允许排水，这样从开始加压直至试样剪坏，土中的含水率始终保持不变，孔隙水压力也不可能消散。可以测得土的总应力抗剪强度指标cu、φu。固结不排水剪(CU试验)试样待固结稳定后关闭排水阀门，然后再施加轴向压力，使试样在不排水的条件下剪切破坏，在受剪过程中同时测定试样中的孔隙水压力。由于不排水，试样在剪切过程中没有任何体积变形。可以测得土的总应力抗剪强度指标ccu、φcu和有效应力抗剪强度指标c’、φ’。

第二节路基土强度特征三、路基土抗剪强度试验与应用（1）三轴仪固结排水剪(CD试验)在施加周围压力和随后施加轴向压力直至剪坏的整个试验过程中都将排水阀门打开，并给予充分的时间让试样中的孔隙水压力能够完全消散。可以测得土的有效应力抗剪强度指标cd、φd。优点：应力状态和路径明确；排水条件清楚，可控制；破坏面不是人为固定，是真正破坏面；可以测空隙水压。缺点：仪器复杂、难掌握、试验时间较长、相关工程经验较少。

第二节路基土强度特征三、路基土抗剪强度试验与应用（2）直剪仪按控制方法分应变控制式应力控制式

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