毕业设计某铁路段路基工程设计Word格式文档下载.docx
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7．地基沉降量计算。
指导教师
签字
夏琼
系主任
主管院长签章
毕业设计（论文）开题报告表
课题名称
黄土地区某铁路K36+780~K37+570段路基工程设计
课题来源
工程实际
课题类型
AY
导师
学生姓名
学号
开题报告内容：
（调研资料的准备，设计的目的、要求、思路与预期成果；
任务完成的阶段内容及时间安排；
完成设计（论文）所具备的条件因素等。
）
黄土的分布黄土在世界上分布相当广泛，其分布面积大于1300万平方公里，约占全球陆地面积的十分之一，成东西向带状断续地分布在南北半球中纬度的森林草原、草原和荒漠草原地带。
中国是世界上黄土分布最广、厚度最大的国家。
我国西北的黄土高原是世界上规模最大的黄土高原，华北的黄土平原是世界上规模最大的黄土平原。
黄土的主要特性：
多孔性，由于黄土主要是由极小的粉状颗粒所组成，而在干燥、半干燥的气候条件下，它们相互之间结合得很不紧密，一般只要用肉眼就可以看到颗粒间具有各种大小不同和形状不同的孔隙和孔洞，所以通常有人将黄土称为大孔土。
一般认为黄土的多孔性与成岩作用、植物根系腐烂和水对黄土的作用等有关，更重要的是与特殊的气候条件有关。
典型的黄土孔隙度较高，而黄土状岩石的孔隙度较低。
垂直节理发育，就是典型黄土和黄土状岩石所具有的普遍而特殊的性质。
目前较多的人认为，垂直节理的形成主要是由于黄土在堆积加厚的过程中受重力的影响，土粒间的上下间距变得愈来愈紧密，而土粒间的左右间距却保持原状不变。
这样水和空气即沿着抵抗力最小的上下方向移动，也就是说沿着黄土的垂直管状孔隙不断地作升降运动并反复进行，这就造成了黄土垂直节理发育的倾向。
目前我国高速铁路的建设主要采用新建和既有线提速改造两种方式。
与一般铁路相比,高速铁路由于列车动荷载大幅提高,地基内应力水平,分布状态和作用方式都发生显著改变,对基础的结构强度,地基承载力和抗变形能力提出了更高的要求。
由于新建高速铁路设计标准高,对可能出现问题的软弱地基都采取了必要的加固措施,有些地段则采用以桥代路的方式通过,因此,地基基础的病害将大量减少。
而既有线提速改造的线路,病害往往较多,如路基翻浆冒泥,下沉外挤;
早期修建的桥涵,地基基础不同程度地存在承载力不足,不均匀沉降。
湿陷性黄土地基路基病害的主要诱因是由于水的侵入而产生的湿陷,其路基病害的主要表现形式为路基沉陷或陷穴、路堤或基底沉陷、路堤局部滑塌等。
深厚黄土地基在受水浸湿的情况下产生湿陷,即使采用了强夯、碎石桩、水泥土挤密桩等地基处理方法,但桩间土等地基土仍不可避免地存在一定的湿陷,尤其是在防排水措施不当,桩基础的选型、布置和施工不当等情况下,黄土的湿陷性较为明显,会引起路基的不均匀沉降。
一设计目的和要求
1.设计目的
1.1.熟悉该工程的设计资料，在查阅相关资料和以往相关工程中所采用方法的基础上，对黄土特性、黄土地区路基工程的特性、地基处理方案、黄土地区路基工程存在的问题及相应的解决方法进行综述。
1.2．根据黄土地区路基工程设计资料，绘出横断面图。
1.3．结合设计资料，选定黄土地基处理方法，通过进行方案比较确定合适的地基处理方案，并对方案进行具体设计计算，绘出地基处理布置图。
1.4．黄土地区路基稳定性分析，若稳定性不满足要求，要修改地基处理方案或重新设计地基处理方案，直到稳定性满足要求。
1.5．地基沉降量计算，利用分层总和法进行计算。
1.6．选择另一种地基处理方案进行比较设计，对比两种设计方案得出结论。
2.设计要求
2.1.完成一篇英文翻译工作。
2.2．收集设计相关的书籍资料，熟悉老师下发的设计资料
2.3.毕业设计（论文）尽可能全部用计算机打字和绘图，严格按照“兰州交通大学毕业设计（论文）撰写规范”进行撰写和装订。
2.4.路基工程横断面设计，绘出横断面图。
2.5．路基稳定性分析。
2.6．地基沉降量计算。
二设计思路
在进行路基设计时，先要进行横断面设计。
横断面确定以后，再全面综合考虑路基工程在纵断面上的配合以及路基本体工程与其他各项工程的配合，边坡稳定性分析，影响路基边坡稳定性的因素1．边坡土质2．水的活动3．边坡的几何形状4．活荷载增加5．地震及其他震动荷载及沉降量计算，计算方法有力学演算法和地质分析法两大类，采用CFG桩、挤密土（灰土）桩法、深层搅拌法和预浸水法等地基处理方法，其中CFG桩方法操作：
（1）平整场地
（2）测量放线（3）桩机就位（4）钻孔（5）浇注砼，再次进行沉降量验算。
三预期成果
英文翻译一篇；
路基横断面设计图；
路基稳定性验算成果表格；
对不良地基进行处理方案和措施；
沉降量验算表格；
四时间安排
第5周查阅相关规范、书籍并翻译一篇英文
第6周完成设计说明书编写设计大纲
第7-8周路基横断面设计、绘出横断面图
第9-10周边坡稳定性分析
第11-12周沉降量计算
第13-14周地基处理、沉降量验算
第15-16周论文修改与答辩
五完成设计所具备的条件
首先要对湿陷性黄土的判定、湿陷类型的划分及黄土地基湿陷等级的判定有比较清晰的了解，并对几种常用的地基处理方法有所掌握，阅读大量的文献，进行综合的计算。
参考文献：
白俊平.湿陷性黄土处理的探讨与研究［J］.中国勘察设计，2008.1.13-14．
孙燕明.湿陷性黄土路基处理方法及施工处理措施探讨[J].公路运输文摘，2004（Z1）.
牛希顺.
湿陷性黄土地基处理[J].铁道建筑技术.，2002（06）.
池淑兰，孔书祥．路基工程[M]．北京：
中国铁道出版社，2002.
陈仲颐，周景星，王洪瑾．土力学[M]．北京：
清华大学出版社，2005.
指导
教师
意见
签名：
年月日
课题类型：
（1）A—工程设计；
B—技术开发；
C—软件工程；
D—理论研究；
（2）X—真实课题；
Y—模拟课题；
Z—虚拟课题
（1）、
（2）均要填，如AY、BX等。
摘要
高速铁路代表了世界铁路现代化发展的大趋势，是21世纪交通运输的重大成果，是人类的共同财富。
随着经济的迅猛发展，交通运输需求激增，我国铁路客运专线建设已经进入一个高速发展的时期，由于高速铁路运行速度快、技术标准高、对路基的要求严格，控制路基变形沉降已经成为客运专线路基的最大特点。
路基变形最明显、危害最大的问题是路基沉降。
路基沉降控制是一个涉及因素较多、具有较大不确定性的工程难题。
路基沉降包括路基施工沉降和工后沉降，工后沉降尤其发生几率大、危害严重。
本论文从黄土的性质和特性，路基沉降的原因、危害，控制路基沉降的措施、路基工后沉降的机理，控制路基工后沉降的必要性、步骤、措施、各种措施的特点，路基沉降计算等方面分析了路基沉降。
关键字：
黄土路基工后沉降控制方式沉降计算
Abstract
High-speedrailwayrepresentstherailwaymodernizationdevelopmenttrendinthe21stcentury,istheimportantachievementoftransportation,isthecommonwealthofmankind.Alongwiththerapiddevelopmentofeconomy,thetransportationdemand,ChinarailwayPDLsurgehasenteredarapiddevelopmentconstructionperiod，Duetothehighspeedrailwayrunningspeed,thetechnicalstandardofroadbed,strictcontrolofsubgradesettlementofdeformationandhasbecomethebiggestcharacteristicofPDLroadbed.Themostobviousharm,roadbeddeformationofthebiggestproblemsistheembankmentsettlement.Embankmentsettlementcontrolisonewhichinvolvesmanyfactors,haslargeuncertaintiesofengineeringproblems.
Embankmentsettlementincludingsubgradeconstructionsettlementandpost-constructionsettlement,post-constructionsettlementrisk,particularlyseriousharm,Thispaperfromthenatureandcharacteristicsofloessembankmentsettlement,thereasonandharm,thecontrolmeasuresofembankmentsettlementandroadbedsettlementmechanism,Controlofsubgradesettlementafterthenecessity,stepsandmeasures,andthecharacteristicsofmeasures,embankmentsettlementcalculation,monitoringofembankmentsettlement.
KEYWORDS:
siennaembankmentcontrolmodesettlementcalculation
1.绪论
1.1高速铁路发展
高速铁路是一个具有国际性和时代性的概念。
1985年5月,联合国欧洲经济委员会将高速铁路的列车最高运行速度规定为客运专线300km/h。
1996年欧盟在96/48号指令中对高速铁路的最新定义是:
在新建高速专用线上运行时速至少达到250km的铁路可称作高速铁路。
铁盟认为,各国可以根据自身情况确定本国高速铁路的概念,在既有线上提速改造,时速达200km以上,也可称为高速铁路。
高速铁路是一个集各项最先进的铁路技术、先进的运营管理方式、市场营销和资金筹措在内的十分复杂的系统工程,具有高效率的运营体系,它包含了基础设施建设、机车车辆配置、站车运营规则等多方面的技术与管理。
广义的高速铁路包含使用磁悬浮技术的高速轨道运输系统。
与其他的运输方式相比，高速铁路具有非常明显优越性。
主要体现在以下几个方面：
第一运送速度快。
目前，高速铁路最高运营速度，已超过300㎞/h，旅行速度，超过200㎞/h。
第二运行准确性高。
与汽车和飞机不同，高速铁路严格按照列车运行时刻表运行，很少因天气等原因而延误。
第三安全性好。
高速铁路投入运营的几十年来，很少发生伤亡事故。
第四环境污染轻。
电气化高速铁路，基本消除了二氧化碳等有害气体造成的污染。
第五运价低。
与汽车、飞机的费用相比，高速铁路运程客票票价比较低。
第六能源消耗低。
第七占地少。
高速铁路的占地，只有高速公路的1/3。
第八投资省。
第九效益高。
随着经济的高速发展、生活节奏的加快以及世界人口的增长，人们对交通工具的质量要求，也在不断提高。
为了满足人们对交通工具的需要，高速铁路应运而生。
世界各国根据自己国家的经济实力、科技实力、幅员、工商业布局、人口分布等具体国情，从国民的实际需要出发，采取高速铁路这种客运工具。
目前，在发达国家和大多数发展中国家，高速铁路都在进行建设，由于国情原因，不同国家发展程度不同，技术水平也存在差别。
在目前，随着公路、海运和航空的发展，铁路运输面临严峻挑战，这种发展趋势，必将促使铁路进行体制改革，带来运输手段的技术创新，进一步实现铁路的重载化和高速化，进而实现铁路路网的现代化建设。
1.1.1世界高速铁路发展
自1964年，日本建成世界上第一条高速铁路（东京至大阪高速铁路）以来，高速铁路经历了从无到有、迅速发展的过程。
据不完全统计，截至2005年12月，全世界运营中的高速铁路，营业里程总长已经达到6393千米。
这些线路，分布在10个国家和地区。
21世纪的铁路运输业，将会出现高速铁路的全面发展，
全球性高速铁路网的建设时期，已经到来。
据业内学者分析调研，高速铁路的发展，可以划分为三个阶段。
1.60年代至80年代末期———高速铁路建设的第一次高潮。
1964—1990年，建设并投入运营的高速铁路有：
日本的上越、东北、山阳、和东海道新干线；
法国的大西洋TGV线，东南TGV线；
德国的汉诺威—维尔茨堡高速新线；
意大利的罗马—佛罗伦萨线。
高速线总里程达3198千米。
在这期间，遍布全国的新干线网的主体结构在日本建成。
除北美外，世界上经济技术最发达的日本、法国、德国和意大利，共同推动了高速铁路发展，带来高速铁路的第一次建设高潮。
2.80年代末至90年代中期———高速铁路网建设的第二次高潮。
高速铁路建设，在日本和法国取得的成就，影响了其他很多国家。
80年代末，世界各国对高速铁路的高度关注和研究，酝酿了高速铁路的第二次建设高潮。
第二次建设高峰，形成于90年代的欧洲，涉及到的国家主要有：
英国、瑞典、荷兰、比利时、西班牙、意大利、德国、法国等。
1991年，瑞典开通了X2000型号的摆式列车，1992年，西班牙引进德、法两国的技术，建成了里长471千米的马德里—塞维利亚高速铁路。
1994年，英国和法国，通过吉利海峡隧道连接在一起，这是第一条高速铁路国际连接线。
1997年，从巴黎开出的“欧洲之星”，又将德国、荷兰、比利时、法国连接在一起。
在这个时期内，意大利、德国、法国以及日本，对高速铁路的发展，进行了全面规划，推动了第二次建设高潮。
3.90年代中期形成至今———高速铁路建设的第三次高潮。
90年代中期，形成了高速铁路建设研究的第三次高潮。
这次高潮波及到大洋洲、北美、亚洲以及整个欧洲，形成了铁路交通领域的一场复兴运动。
自1992年以来，荷兰、英国、澳大利亚、韩国、俄罗斯和我国台湾省等国家和地区，均先后开始建设高速铁路新干线。
根据不完全统计，为了配合欧洲的高速铁路网的建设，东部和中部欧洲的罗马尼亚、希腊、捷克、奥地利、波兰、以及匈牙利等国家，正在全面改造干线铁路。
此间，修建高速铁路新线的国家和地区，已经达到12个，修建新线总里程达3509千米。
1.1.2我国高速铁路发展现状
近年来，我国铁路部门采取了有力的措施，使列车的运行速度得到不断提高。
目前，我国时速160公里的线路，延展里程已经达1.4万多公里，时速200公里的线路，延展里程达6200余公里。
通过第六次的大面积提速改造，目前我国铁路已有6227公里的延展线路的列车，运行时速可达250公里。
根据欧盟在1996年对高速铁路的最新定义，目前在我国，严格意义上的高速铁路，只有北京到天津的京津城际高速铁路。
2008年4月18日，京沪高速铁路正式开工。
这是迄今为止，我国技术含量最高、投资规模最大、具有世界领先水平的一条高速铁路。
正线全长约1318千米，设计时速359千米，初期运营时速300千米，全线共设置21个客运车站。
该项工程，预计五年左右完成。
此外，到2020年，通过新建的高速铁路以及客运专线，同时通过对既有铁路实施全面的提速改造，形成“四纵四横”的快速铁路客运网络。
形成连接川渝地区、江汉平原和长三角的沿江大能力快速通道。
长三角、珠三角、环渤海京津冀，以及其他城镇密集地区，城际轨道交通主骨架基本形成，公交化轨道交通运输基本实现。
1.1.3我国发展高速铁路的必要性
高速铁路的发展是世界大趋势。
高速铁路问世以后，铁路改变了一度被人们认为是夕阳产业的状况，并出现生机，显示出强大的生命力。
尤其是可以节约旅行时间、改善旅行条件、降低旅行费用。
再加上国际社会，对人们赖以生存的地球的环境保护意识的增强，使得在世界范围内，高速铁路呈现出蓬勃发展的强劲势头。
1.发展高速铁路符合中国的国情。
中国幅员辽阔、人口众多、资源分布不均、地区经济发展不平衡。
长期以来，在我国交通运输体系中，铁路一直发挥着骨干的作用。
一个时期以来，虽然国家加大了基础设施的投入，铁路建设步伐加快，铁路部门通过自身的提速挖潜，加之民航、水运和公路的分流，在一定程度上，缓解了铁路旅客运输的紧张状况。
但是，这种“平衡”是短暂的。
每到节假日期间，全国各大火车站仍旧人满为患，一到春运和黄金周，更是上下动员，如临大敌。
发展高速铁路，为解决这些问题，提供了一个很好的出路。
2.高速铁路对于就业和工业发展的带动和促进作用。
高速铁路的兴建和正常运行，需要大批的修建人员。
铁路建成后，将在沿线新形成大批的中、小城市，这将有利于农村的城市化进程，并能够带动沿线区与外界的物资、人员、技术和商品的流通，吸引资本投入，形成新的经济发展产业群，进而为我国的城镇化、工业化、信息化建设，提供崭新的发展契机。
高速铁路的兴建和正常运行，将创造很多新的就业机会，这将使我国目前产业结构调整的步伐加快，为企业产业链优化升级所产生的剩余劳动力，提供了就业分流的渠道，缓解了当前企业和单位的人事改革的压力。
同时，作为新兴的高新技术产业，高速铁路还将推动相关配套产业的发展。
1.1.4发展高速铁路对我国的影响
从京津城际铁路，到武广高速铁路，再到郑西高速铁路，中国高速铁路，不断发展和进步，这将对于进一步扩大中国铁路的国际知名度，推出中国铁路技术，和标准体系，打造中国的铁路品牌，产生十分重要而深远的战略意义。
1.提供运输便利。
高速铁路将带来货运物流市场的巨大转变，大量工业产品，有了更为方便快捷的运输渠道，产品运输周期被缩短。
2.促进城市间的交流合作。
高速铁路高度发展，会引起“区域同城化”现象。
城市圈内的不同城市之间，交流协作更加密切，各城市的优势，将得到更好发挥。
高速铁路建成以后，有利于促进各地区间，信息流、资金流、技术流和人才流的流通，并能够带动周边地区的发展，从而，带动一大批与之相关的产业的发展，如休闲娱乐业、商业、旅游业、办公业、金融业等。
3.扩大直接投资。
高铁的建设，对于钢铁和建材的需求量极大，这也有利于完善地方交通路网，使地方基础设施建设的步伐加快。
4.带动旅游经济的发展。
对旅游资源来讲，高速铁路是一种很好的宣传，高铁的到来，将为旅游业带来便利，从而带动沿线旅游经济的发展。
1.2黄土的分布及特征
1.2.1黄土的分布
黄土在世界上分布相当广泛，其分布面积大1300万平方公里，约占全球陆地面积的十分之一，成东西向带状断续地分布在南北半球中纬度的森林草原、草原和荒漠草原地带。
在欧洲和北美，其北界大致与更新世大陆冰川的南界相连，分布在美国、加拿大、德国、法国、比利时、荷兰、中欧和东欧各国、苏联白俄罗斯和乌克兰等地；
在亚洲和南美则与沙漠和戈壁相邻，主要分布在中国、伊朗、苏联的中亚地区、阿根廷；
在北非和南半球的新西兰、澳大利亚，黄土呈零星分布。
西起甘肃祁连山脉的东端，东至山西、河南、河北交接处的太行山脉，南抵陕西秦岭，北到长城，包括陕西、山西、宁夏、甘肃、青海、河南等六个省，面积达64万平方公里，约占我国陆地面积的6.6％，各地黄土厚度不一，从数米至数十米，甚至一、二百米（甘肃兰州九洲台黄土堆积厚度达到336米），发育了世界上最典型的黄土地貌。
1.2.2黄土的特征
1.颜色为淡黄、褐色或灰黄色（有时老黄土可能呈褐红色）。
2.粒度成分以粉土（0.075～0.005mm）颗粒为主，含量约占60％～70％，一般不含粒径大于0.25mm的颗粒。
3.含各种可溶盐，尤其富含碳酸盐主要为碳酸钙，一般含量为10％～30％，可形成钙质结核（姜结石）。
4.空隙多且大，结构疏松，孔隙度多为33％～64％，有肉眼可见的大孔隙或虫孔、植物根孔等。
5.无层理，但有垂直节理和柱状节理。
天然状态下能保持近直立的边坡。
由于黄土的柱状节理发育，并且垂直方向的渗透系数大于水平方向的渗透系数，因此在黄土中钻探时，泥浆易沿节理流失。
具有上述特征的土称为标准黄土，只有其中部分特征的黄土则称为黄土状土或黄土质土。
1.3黄土特性分析
1.3.1黄土的物理、水理特性
黄土的物理、水理性质，在认识黄土滑坡中占有重要的地位，与黄土滑坡的物质组成、结构特征、分布特点等有密切关系。
以下是与黄土滑坡密切相关的黄土的特殊物理性质（比重、重度、含水量、孔隙比或孔隙率等）和水理性质（塑性、渗透性、崩解性等）。
1.黄土的天然含水量
黄土的天然含水状态受地理位置、区域年平均降水量、地质年代、沉积环境的影响。
在我国，由西北至东南方向黄土的天然含水量有逐渐增大的趋势，其统计结果表明它和区域年平均降水量及地区潮湿度之间存在明显的线性相关关系:
式中:
为黄土的天然含水量（%）;
为区域多年年平均降水量（mm）:
为区域潮湿度。
另外，不同时代黄土，由于埋藏条件、粒组成分不同，其含水状态存在着明显差异。
2.黄土的重度
黄土的重度在不同地层、区域、剖面上存在着较大的差异。
新黄土的重度值一般为
；
离石黄土的重度值一般为
午城黄土的重度值一般为
。
古土壤的重度值明显偏高，其变化范围在
之间。
黄土的重度值随着土体埋藏深度的增加而增大，老黄土的重度明显大于新黄土的重度。
3.黄土的比重
黄土的比重与黄土的年代密切相关，黄土中粘粒含量直接决定了黄土比重值的大小，黄土的比重一般介于2.64～2.81之间，新黄土的比重平均值为2.673；
离石黄土的比重平均值一般介于2.695～2.719之间；
午城黄土
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