1、中國水電七國高速鐵路學院路基專題課程主持人羅江教授英特爾3360028-87602708 e-mail 3360 2008年1月1617日成都市，路基填筑主要技術標準和實施要點，路基填筑主要技術標準和實施要點，橋梁，路基結(jié)構(gòu)的最大特點：土壤路基填料分類和分組1.1路基填料的分類和分組現(xiàn)狀1.2改善路基填料分類和分組的建議1.3粗粒土粒子大小梯度標準討論2。路基壓實和壓實標準2.1鐵路路基壓實和壓實標準發(fā)展2.2公路路基壓實和壓實標準變化2.3國外高速鐵路路基壓實和壓實標準情況2.4高速鐵路路基壓實和壓實標準事故，1.1分類和分組現(xiàn)狀，為什么土方工程分類土必須在施工建設

2、中發(fā)揮作用：建筑基礎，結(jié)構(gòu)填料。前者是保持天然結(jié)構(gòu)狀態(tài)的土，后者是通過人工擾動或調(diào)制而成的土。對于具有不同工程用途的土壤，可以選擇影響明顯的指標，根據(jù)其差異分為分類或組，給出相應的名稱，并初步了解土流和土名中其主要工程特性。用作地基土時，可以與其他指標相結(jié)合，確定地基的承載力，初步估計建筑物的沉降。用于路基填料時，可以初步評價填料的抗壓強度、透水性及穩(wěn)定性，合理選擇施工方案。1.1分類及分組現(xiàn)狀、歷史及專業(yè)原因，我國鐵路系統(tǒng)中存在著兩種茄子“土壤的工程分類”。即鐵路路基設計規(guī)范的“路面分類”鐵路工程學科地質(zhì)技術規(guī)范的“巖土分類”兩種茄子分類方法針對徐璐其他工程目的，以徐璐其他兩種茄子狀態(tài)的土壤

3、為目標。1.1分類及分組現(xiàn)狀，“鐵路工程巖土分類”的服務對象主要是自然界保持天然結(jié)構(gòu)狀態(tài)的基礎土壤，其土性取決于土壤的地質(zhì)原因、礦物成分、顆粒途徑組成及水的含量，按一定規(guī)律分為分類或組。其主要目的是確定地基土的承載力，初步估計結(jié)構(gòu)的沉降。例如：使用含水量確定粉土地基的承載力。確定地基承載力的相關現(xiàn)場試驗。1.1分類和分組現(xiàn)狀，“路基工程填料分類”是破壞自然結(jié)構(gòu)的擾動土壤，用于根據(jù)粒子大小組成、細微粒子含量、梯度情況等進行分類和分組，估計填料壓縮強度、壓縮性和滲透性、霜干燥性等。在1.1分類和分組狀態(tài)、土壤的粒子組劃分標準方面，這兩種茄子分類方法在粒子大小劃分和名稱方面基本一致，但礫石和礫石的粒

4、子組界限不同，如表2-1所示。一般認為，礫石的相關尺寸從200mm到20mm太寬，從200mm到60mm分割更合理，并標準符合國內(nèi)外大部分規(guī)格的分組劃分，如表2-4所示。在1.1分類和分組現(xiàn)狀、分類和分組現(xiàn)狀、1.1分類和分組現(xiàn)狀、土壤的工程分類標準方面，鐵路工程巖土分類標準將樣本按粒子組從大到小按重量累計，在一個組累計超過總重量的50%或超過用戶定義的界限時，將該組命名為該組。確定重量累積名稱后，將土壤按2mm，0.075mm的極限劃分為碎石流、沙流、粘性土三個茄子類別。沙柳土和粘性土之間的切換部分被確定為粉質(zhì)土。碎石類土壤按大小大小和形狀細分為6種，沙類土壤按大小大小細分為5種，粘性土按可

5、塑性金志洙IP分列在表2-2和表2-3中。1.1分類和分組現(xiàn)狀，1.1分類和分組現(xiàn)狀，利用“粒子大小累積法”進行土壤的工程分類簡單，但分類指標單一，不能很好地反映土星。分類粗土時，只指定大于特定重量的組大小名稱，不考慮土壤的其他成分。對于細粒土，僅以塑料金志洙單一指標命名，不考慮液體上限高低對土性的影響，高液限土強度低，可壓縮性大，水穩(wěn)定性差，容易引起路基的各種病害。1.1分類和分組現(xiàn)狀，在土壤的工程分類標準方面，鐵路路基設計規(guī)范的分類標準除了考慮土壤的粒子大小大小和塑料指標外，在確定粗粒土的名稱時還考慮土壤的細粒粒子含量和粗粒粒子梯度等。命名微土壤時，考慮土壤的粗粒子含量和微粒子塑料指標(見

6、表2-5和表2-6)。這樣分類可以更好地了解各土壤的顆粒組成和土星，對土壤的剪切性、可壓縮性、可壓縮性、滲透性、抗凍性等進行初步評價，有助于路基填料的準確選擇。1.1分類和分組現(xiàn)狀、分類和分組現(xiàn)狀、分類和分組現(xiàn)狀、1.1分類和分組現(xiàn)狀、指定“包裝分類”后，可以根據(jù)填充物的工程特性和適用性進行“包裝分組”。根據(jù)填料的剪切強度、可壓縮性、可壓縮性、對氣候環(huán)境的敏感性等，將填料分為A、B、C、D、E共5組。A組優(yōu)質(zhì)填充物B組的良好填充物C組的一般填充物D組使用渡邊杏的不良填充物E組嚴禁的不良填充物，1.1分類及組現(xiàn)狀，A、B組填充物有很多強度高、可壓縮性小的砌塊石、碎石、碎石、沙子、粗糙混合土等。微

7、土壤強度低，壓縮變形大小，因此被分類為C組和D組填充物。L40%黏土和淤泥是c組填料。粘土和淤泥的L40%是d組填料。有機土壤為e組填料。1.1分類及分組現(xiàn)狀，粗混合土壤的細顆粒含量影響充填材料的性質(zhì)，分為5%，15%，30%。微顆粒含量5%，混合土影響小，沒有凍脹性，可用作滲透材料。微粒子含量為515%，填補了混合土中一些粗顆粒的空隙，改變了混合土的透水性和可壓縮性。細粒含量為1530%，混合土的性質(zhì)受細粒含量的影響很大。當細粒含量為30%時，混合土的性質(zhì)基本上由細粒土控制。1.1分類和分組現(xiàn)狀，鐵路工程學科巖土分類標準比較，鐵路路基設計規(guī)范中的分類標準現(xiàn)有“粒子大小累計法”牙齒部分修改，但

8、仍存在未考慮填充物中粗顆粒填充物成分的問題。粗?；旌贤寥赖募毩３煞謱Τ涮畈牧系男再|(zhì)有很大影響。如果微細顆粒成分是粉填土，這種充填材料的強度、變形、可壓縮性、水穩(wěn)定性等工程性質(zhì)比含粘性土好。同樣，微混合土的粗顆粒成分也對充填材料的性質(zhì)有很大影響。如果粗顆粒成分是微風化、風化、風化、風化、風化、軟石或漂流石，這種充填材料的工程性質(zhì)就大不相同了。1.1分類和分組狀態(tài)，不考慮填充物中相鄰粒子組的含量。命名大粒子時，不考慮相鄰粗糙組的含量(60毫米土中碎石和沙子的土重量占總重量的百分比)的影響。同樣，命名粗土時，不考慮相鄰巨大顆粒含量和細顆粒含量(60毫米土中小于0.075毫米土所占的比例)的影響。當然

9、，命名細土時，也不考慮相鄰粗顆粒含量(60毫米土中大于0.075毫米土所占的比例)的影響。1.1分類和分組現(xiàn)狀，未驗證同一包裝組的工程特性差異。路基填料對粒子大小、微觀成分等差異很大的土壤進行了分組。從a，B組充填材料到硬石，未風化的軟石到等級好的中粗砂共有10多種，它們在實驗的實質(zhì)、施工的可控性、軋制的均勻性等方面有很大的差異。同樣，在C，D組充填材料中，風化、風化、軟化、細碎、細碎顆粒含量大的成分不同的粗顆粒放在一起，也可能存在水的穩(wěn)定性、耐久性和可靠性明顯不同的結(jié)果。因此，用同一套填料填充公路地基時，可以產(chǎn)生不同的工程效果。1.1分類和分組現(xiàn)狀，目前路基路面分類和組標準需要修改。修改完善

10、方法的最好方法是采用國內(nèi)外大部分相關規(guī)范的分類標準，即“統(tǒng)一分類”體系，進行填料分類名稱分組。這樣不僅能更合理地控制土星，還能接近國內(nèi)外土壤的工程分類總趨勢，便于技術交流。另一方面，路基填料分類及壓縮標準研究，特別是高速鐵路路基設計標準，許多國家有比較成功和成熟的工程應用經(jīng)驗，在分類標準統(tǒng)一后參考各國先進技術，擴大我們的思想，快速建設我國的高速鐵路。1.2分類及組建議的改進，土壤的工程分類的“統(tǒng)一分類”實際上是綜合多層次分類方法，美國首次提出了技術思想和理論框架。主要特征是比較細致地劃分土壤的顆粒群和配比情況。首先考慮粒子組的主要成分，然后使用粒子系統(tǒng)組、微小粒子含量和可塑性指標、粒子成分、相

11、鄰粒子組含量等參數(shù)進一步描述土星，并通過明確的標準符號明確地反映出這一點。(約翰f肯尼迪，美國電視電視劇，粒子)目前，“統(tǒng)一分類”被廣泛認為是比較完整的分類方法，如表2-7所示，是世界各國和國內(nèi)大部分產(chǎn)業(yè)普遍使用的分類方法。1.2改進分類和分組建議，1.2改進分類和分組建議，1 .分組劃分按粒子范圍將土壤分為三組。也就是說，如果粒子大小大于60mm，則稱為大組，600.075mm稱為粗組，如果粒子大小小于0.075mm，則稱為微組，粗組和細粒子的組合稱為小粒子組，如表2所示。如果重量超過土壤總重量的50%，則稱為土壤，在60毫米以下的土壤中，如果厚度集團超過土壤總重量的50%，則稱為粗土。否則

12、，稱為細粒土。1.2改進分類和組建議，1.2改進分類和組建議，2 .分類命名是對土壤進行三級命名。第一級以土壤的主要成分命名，第二級描述為土壤的主要成分等級和微小顆粒含量，第三級描述為與微成分相鄰的顆粒組含量。細粒土的2級以可塑性命名，3級考慮粗粒土的含量和成分。1.2改進分類和分組建議，3 .考慮將相鄰粒子組含量分成巨大顆粒土時，應考慮粗粒子組的含量(60毫米土中碎石和沙子的土重量占總重量的比例)，其標準：粗粒子組低于總重量的25%時，命名時不考慮。如果粗粒子組為土壤總重量的25P%，則命名為礫石(沙)。改進分類和分組建議，改進分類和分組建議，改進1.2分類和分組建議，3 .考慮將相鄰粒子組

13、含量分為粗粒土時，必須同時考慮巨大的粒子含量和細粒粒子含量(細粒含量在60毫米土壤中低于0.075毫米的土壤所占的比例)。巨粒含量的標準：當巨粒含量低于土壤總重量的25%時，不考慮命名。當巨大顆粒含量為土壤總重量的25P%時，以含有石頭命名。微粒子含量的標準：微粒子含量為5%時不考慮命名。微小顆粒含量為5%時命名時未含的土壤(淤泥或粘土)。細微顆粒含量為150%時，定名時含有土質(zhì)(粉土或粘土)。細微顆粒含量為30P%時命名時的土質(zhì)(粉土或粘土)。改進1.2分類和分組建議，改進1.2分類和分組建議，改進分類和分組建議，改進分類和分組建議，改進1.2分類和分組建議，3粗顆粒含量的標準：粗顆粒含量為

14、25%時不考慮命名。粗顆粒含量為25P%時，命名時包含礫石(或砂)牙齒。1.2分類和組建議的改進，1.2分類和組建議的改進，1.3粗粒土等級標準的討論，粗粒粒子大小梯度是控制土壤特性的主要指標之一。土壤的等級條件根據(jù)土壤的粒子大小等級曲線，通過確定非均勻系數(shù)Cu和曲率系數(shù)Cc來確定。，1.3粗糙土壤等級標準討論，我國標準，Cu5，Cc=13，良好等級，牙齒時，土壤中的微粒能填補粗糙粒子之間的縫隙，使土壤更密。在Cu5或Cc13中，如果土的級配范圍窄，或者級配曲線不連續(xù)，呈階梯狀，則壓實不能緊密，土中的縫隙大，屬于不良級配。牙齒標準與世界上大多數(shù)國家土壤的等級標準基本一致，只有日本的標準比較特別

15、。表2-13所列。1.3粗粒土等級標準討論，1.3粗粒土等級標準討論，在實際工程活動中發(fā)現(xiàn)，滿足規(guī)格要求的基層表面和過渡時期的等級礫石和等級礫石上也存在曲率系數(shù)Cc13牙齒(見表2-14)。最近填充的壓載軌道測試段的A，B組填充(粉碎23次后的最大粒子大小為100，80，60mm)評級評估中也出現(xiàn)了同樣的情況。粗粒土等級標準討論、1.3粗粒土等級標準討論、大等級范圍碎石土使用非均勻系數(shù)Cu5、曲率系數(shù)Cc=13的組合控制標準不一定合理。部分梯度好的填充物可能誤認為等級差的填充物。主要表示非均勻系數(shù)Cu5值較低，曲率系數(shù)Cc=13范圍較小。日本采用的Cu10、1CcCu(或)標準等級配方可能更適

16、合評價等級礫石和等級礫石類的等級，值得進一步研究和實驗驗證。1.3粗粒土梯度標準討論，德國鐵路將填料的梯度劃分為三種茄子情況。Cu6、1Cc3的梯度為良好(GW，SW)，Cu6、3Cc1的不連續(xù)等級(GI，SI)，Cu6的不連續(xù)梯度填充物(GE，SI)和應用不良等級(GE)填充物時的不連續(xù)梯度填充物(GI，SI)，2.1鐵路路基壓縮和壓縮標準發(fā)展，路基填筑過程中路基壓縮程度和路基土石方結(jié)構(gòu)的承載能力、變形抗力、對氣候環(huán)境的適應性等性能密切相關，因此，為了提高路基土石方結(jié)構(gòu)的使用性能和長期穩(wěn)定性，都要有效地控制路基土石方結(jié)構(gòu)的密集度。此外，路基土石方結(jié)構(gòu)的密度與軌道上部結(jié)構(gòu)的使用壽命或維護工作量

17、是所謂的“金志洙”關系，對壓載軌道結(jié)構(gòu)更是如此。進一步關注路基壓縮和壓縮標準問題。2.1鐵路路基壓縮和壓縮標準發(fā)展，路基壓實的壓縮質(zhì)量控制，傳統(tǒng)方法是所謂的“密度檢測法”。通過標準壓縮實驗，確定了細粒土的最大干用重量D和最佳含水量wopt，或者通過相對密度實驗確定了粗粒土的最大孔率emax(最小干用重量min)和最小孔率Emin(最大干用重量max)，然后將細粒土的壓縮系數(shù)K和粗粒土的相對密度Dr用作路基設計和施工控制的充填壓縮質(zhì)量指標。2.1鐵路路基壓縮和壓縮標準發(fā)展，20世紀70年代以來，一些經(jīng)濟發(fā)展和技術發(fā)達國家為了更有效地控制高穩(wěn)定性要求的路基壓縮質(zhì)量，開始采用強度和變形指標作為路基填充質(zhì)量的控制參數(shù)，即所謂的“抗力檢測法”。牙齒中，美國CBR標準、德國、法國等歐洲國家靜態(tài)變形系數(shù)EV2(含EV1)標準、日本采用的基礎系數(shù)K30標準等最具代表性。2.1鐵路路基壓縮和壓縮標準發(fā)展，K30和EV2等實驗標準設備笨重，操作復雜，耗時費力，成本高，無法更好地實現(xiàn)快速、簡便、高效的技術追求。另一方面，K30、EV2都是用直徑30厘米的平板載荷試驗器通過靜壓測量來測量的。列車高速運行條件下產(chǎn)生的動態(tài)應力不能很好地反映路基的實際