第一篇:橋梁抗震考試總結
1.地震是地球內部介質具備發生急劇的破裂,產生的震波,從而在一定范圍內引起地面振動的現象。2.地層構造運動中,在斷層形成的地方大量釋放能量,產生劇烈振動,此處就叫震源。震源正上方的地面位置叫震中。震中與震源之間的距離叫作震源深度。建筑物與震中的距離叫做震中距。建筑物與震源的距離叫震源距。震中附近振動最劇烈的,一般也就是破壞最嚴重的地區叫極震區。
3.按震源的深淺,地震又可分為淺源地震、中源地震。深源地震。4.地震的震級是衡量一次地震大小的等級,用符號M表示。
5.地震烈度是用來衡量地震破壞作用大小的一個指標,它表示某一地區的地面和各類建筑物遭受某一次地震影響的強弱程度。
6.當震源巖層發生斷裂、錯動時,巖層所積聚的變形能突然釋放,引起劇烈的振動,振動以彈性波的形式從震源向各個方向傳播并釋放能量,這種波就稱為地震波。
7.地震動,也稱地面運動,是指由震源釋放出來的地震波引起的地表附近土層的振動。
8.地震動三要素:地震動強度、頻譜特性、強震持續時間。
9.在大地震中,當覆蓋層較薄且下部是飽和的細砂或粉砂時,常會出現砂土液化現象。
10.從結構抗震的角度出發,可以將橋梁震害歸為兩大類,即地基失效引起的破壞和結構強烈振動引起的破壞。
11.橋梁抗震的目標是減輕橋梁工程的地震破壞,保障人民生命財產的安全,減少經濟損失。
12.所謂地震超越概率,是指一定場地在未來一定時間內遭遇到大于或等于給定地震的概率,常以年超越概率或設計基準期超越概率表示。13.確定性地震力計算方法主要有:靜力法、動力反應普法、動態時程分析法
14.抗震概念設計是指根據地震災害和工程經驗等獲得的基本設計原則和設計思想,正確地解決結構總體方案,材料使用和細部構造,以達到合理抗震設計的目的。
15.材料、構件或結構的延性——在初始強度沒有明顯退化情況下的非彈性變形能力。曲率延性系數定義為截面的極限曲率與屈服曲率之比。
16.材料、構件或結構的變形能力——其達到破壞極限狀態時的最大形變;延性——非彈性變形的能力;而位移巖性系數——指最大位移與屈服位移之比。
17.在箍筋約束混凝土橋墩中,橫向箍筋有三個重要作用:1.提供斜截面的抗剪能力;2.約束核芯混凝土,大大提高混凝土的極限壓應變,從而大大提高塑性鉸區截面的轉動能力;3.阻止縱向受壓鋼筋過早屈曲。地震動和常用荷載區別:①常用荷載以力的形式出現,地震動則以運動的形式出現②常用荷載一般為短期內大小不變的靜力,地震動是迅速變化的隨機振動③常用荷載大多數豎向的,地震動則是水平、豎向、甚至扭轉同時作用地震災害:①直接災害②次生災
害直接災害:
一、表破壞①地裂縫②滑坡③砂土液化④軟土地陷
二、建筑物破壞
三、生命線工程破壞 23 建筑物在地震中破壞程度分:①基本完好②輕微破壞③中等破壞④嚴重破壞⑤毀壞多級設防抗震設計思想①小震不壞②中震可修③大震不倒地震超越概率——定場地在未來一定時間內遭到大于或等于給定地震的概率抗震概念設計——根據地震災害和工程經驗獲得的基本設計原則和設計思想、正確解決結構總體方案、材料使用和細部構造以達到合理抗震設計的目的27動力學問題三要素:①輸入(激勵)②系統(結構)③輸出(反應)28 確定地震分析中常用兩種地震動輸入:①地震力加速度反應譜②低振動加速度反應時程地震動方程建立:①總剛度矩陣②總質量矩陣③總阻尼矩陣地震反應分析:①反應譜法②時程分析法
在橋梁結構抗震驗算中不僅要驗算墩柱的抗剪能力和抗剪強度,還要驗算 支座等連接構件能否有效工作
迄今、提出的結構破壞準則:①強度破壞準則②變形破壞準則③能量破壞準則④變形和能量雙重破壞準則⑤基本性能的破壞準則
鋼筋混凝土墩柱的抗彎能力驗算包括:①抗彎強度驗算②延性能力驗算
延性兩方面能力①承受較大非彈性變形同時強度沒有明顯下降能力②利用滯回特性吸收能量能力 35 等位移準則——對于長周期的單自由度系統,系統的最大位移反應與完全彈性系統的最大位移反應在統計平均意義上相等
我國現行的《公路工程抗震設計規范》采用綜合影響系數對彈性地震進行折減
37對于用橋墩作為主要延性構件的混凝土橋梁,能力保護構件通常包括:①蓋梁設計②支座設計③基礎設計
橋梁減隔震系統包括:①柔性支承②阻尼裝置③構造措施
常用減隔震裝置:①分層橡膠支座②鉛芯橡膠支座③滑動摩察型減隔震支座④高阻尼橡膠支座⑤鋼阻尼器⑥有阻尼器
1.地震是地球內部介質具備發生急劇的破裂,產生的震波,從而在一定范圍內引起地面振動的現象。2.地層構造運動中,在斷層形成的地方大量釋放能量,產生劇烈振動,此處就叫震源。震源正上方的地面位置叫震中。震中與震源之間的距離叫作震源深度。建筑物與震中的距離叫做震中距。建筑物與震源的距離叫震源距。震中附近振動最劇烈的,一般也就是破壞最嚴重的地區叫極震區。
3.按震源的深淺,地震又可分為淺源地震、中源地震。深源地震。4.地震的震級是衡量一次地震大小的等級,用符號M表示。
5.地震烈度是用來衡量地震破壞作用大小的一個指標,它表示某一地區的地面和各類建筑物遭受某一次地震影響的強弱程度。
6.當震源巖層發生斷裂、錯動時,巖層所積聚的變形能突然釋放,引起劇烈的振動,振動以彈性波的形式從震源向各個方向傳播并釋放能量,這種波就稱為地震波。
7.地震動,也稱地面運動,是指由震源釋放出來的地震波引起的地表附近土層的振動。
8.地震動三要素:地震動強度、頻譜特性、強震持續時間。
9.在大地震中,當覆蓋層較薄且下部是飽和的細砂或粉砂時,常會出現砂土液化現象。
10.從結構抗震的角度出發,可以將橋梁震害歸為兩大類,即地基失效引起的破壞和結構強烈振動引起的破壞。
11.橋梁抗震的目標是減輕橋梁工程的地震破壞,保障人民生命財產的安全,減少經濟損失。
12.所謂地震超越概率,是指一定場地在未來一定時間內遭遇到大于或等于給定地震的概率,常以年超越概率或設計基準期超越概率表示。13.確定性地震力計算方法主要有:靜力法、動力反應普法、動態時程分析法
14.抗震概念設計是指根據地震災害和工程經驗等獲得的基本設計原則和設計思想,正確地解決結構總體方案,材料使用和細部構造,以達到合理抗震設計的目的。
15.材料、構件或結構的延性——在初始強度沒有明顯退化情況下的非彈性變形能力。曲率延性系數定義為截面的極限曲率與屈服曲率之比。
16.材料、構件或結構的變形能力——其達到破壞極限狀態時的最大形變;延性——非彈性變形的能力;而位移巖性系數——指最大位移與屈服位移之比。
17.在箍筋約束混凝土橋墩中,橫向箍筋有三個重要作用:1.提供斜截面的抗剪能力;2.約束核芯混凝土,大大提高混凝土的極限壓應變,從而大大提高塑性鉸區截面的轉動能力;3.阻止縱向受壓鋼筋過早屈曲。地震動和常用荷載區別:①常用荷載以力的形式出現,地震動則以運動的形式出現②常用荷載一般為短期內大小不變的靜力,地震動是迅速變化的隨機振動③常用荷載大多數豎向的,地震動則是水平、豎向、甚至扭轉同時作用地震災害:①直接災害②次生災
害直接災害:
一、表破壞①地裂縫②滑坡③砂土液化④軟土地陷
二、建筑物破壞
三、生命線工程破壞 23 建筑物在地震中破壞程度分:①基本完好②輕微破壞③中等破壞④嚴重破壞⑤毀壞多級設防抗震設計思想①小震不壞②中震可修③大震不倒地震超越概率——定場地在未來一定時間內遭到大于或等于給定地震的概率抗震概念設計——根據地震災害和工程經驗獲得的基本設計原則和設計思想、正確解決結構總體方案、材料使用和細部構造以達到合理抗震設計的目的27動力學問題三要素:①輸入(激勵)②系統(結構)③輸出(反應)28 確定地震分析中常用兩種地震動輸入:①地震力加速度反應譜②低振動加速度反應時程地震動方程建立:①總剛度矩陣②總質量矩陣③總阻尼矩陣地震反應分析:①反應譜法②時程分析法
在橋梁結構抗震驗算中不僅要驗算墩柱的抗剪能力和抗剪強度,還要驗算 支座等連接構件能否有效工作
迄今、提出的結構破壞準則:①強度破壞準則②變形破壞準則③能量破壞準則④變形和能量雙重破壞準則⑤基本性能的破壞準則
鋼筋混凝土墩柱的抗彎能力驗算包括:①抗彎強度驗算②延性能力驗算
延性兩方面能力①承受較大非彈性變形同時強度沒有明顯下降能力②利用滯回特性吸收能量能力 35 等位移準則——對于長周期的單自由度系統,系統的最大位移反應與完全彈性系統的最大位移反應在統計平均意義上相等
我國現行的《公路工程抗震設計規范》采用綜合影響系數對彈性地震進行折減
37對于用橋墩作為主要延性構件的混凝土橋梁,能力保護構件通常包括:①蓋梁設計②支座設計③基礎設計
橋梁減隔震系統包括:①柔性支承②阻尼裝置③構造措施
常用減隔震裝置:①分層橡膠支座②鉛芯橡膠支座③滑動摩察型減隔震支座④高阻尼橡膠支座⑤鋼阻尼器⑥有阻尼器
第二篇:橋梁抗震加固設計方案
橋梁抗震加固設計方案
引言
隨著我國現在化城市和經濟的飛速發展,交通線路的重要性越加突出,公路交通是國民經濟大動脈,同時,也是抗震救災生命線工程之一。橋梁工程是公路工程的咽喉要道,在保障公路通暢中起著至關重要的作用。而一旦地震使交通線路癱瘓,將會給國家和人民帶來極大的損失和不便。大跨度橋梁是交通運輸的關鍵樞紐,對其進行有效的抗震設計,確保其抗震安全性意義深遠。
一、大跨度橋梁抗震設計發展
大跨度橋梁的抗震設計是一項綜合性的工作,反應比較復雜,相應的抗震設計也比較復雜。目前,國內外現有的大多數橋梁工程抗震設計規范只適用于中等跨徑的橋梁,超過使用范圍的大跨度橋梁則無規范可循。我國公路大跨度橋梁的抗震設計規范仍在初步階段,存在許多需要進一步解決的問題。近年來,美國、日本等一些國家的地震工程專家提出了分級設防的抗震設計思想,一般可概括為:小震不壞、中震可修、大震不倒。我國《公路工程抗震設計規范》規定地震烈度7度以上地區的新建橋梁都必須抗震設防。其中,最主要的建議是要采用兩水平的抗震設計方法,即要求結構在兩個概率水平的地震作用下,分別達到兩個不同的性能標準。
二、抗震設計
“小震不壞,中震可修,大震不倒”的分類設防抗震設計思想已廣為接受,而能力設計思想也越來越廣泛地被國內外專家學者所接受。能力設計思想要求在一座橋梁內部建立合理的強度級配,以保證地震破壞只發生在預定的部位,而且是可控制的。具體來說,要選擇理想的塑性鉸位置并進行仔細的配筋設計以保證其延性抗震能力;而不利的塑性鉸位置或破壞機制(脆性破壞)則要通過提供足夠的強度加以避免。大跨度橋梁的抗震設計應分兩階段進行:1)在方案設計階段進行抗震概念設計,選擇一個較理想的抗震結構體系;2)在初步或技術設計階段進行延性抗震設計,并根據能力設計思想進行抗震能力驗算,必要時進行減、隔震設計提高結構的抗震能力。
1、抗震概念設計
對結構抗震設計來說,“概念設計”比“計算設計”更為重要。正是由于地震發生的不確定性和復雜性,再加上結構計算模型的假定與實際情況的差異,使“計算設計”很難控制結構的抗震性能,因而不能完全依賴計算。結構抗震性能的決定因素是良好的“概念設計”。因此,在橋梁的方案設計階段,不能僅僅根據功能要求和靜力分析就決定方案的取舍,還應考慮橋梁的抗震性能,盡可能選擇良好的抗震結構體系。在抗震概念設計時,為了保證橋梁結構的經濟性和抗震安全性,要特別重視上、下部結構連接部位的設計,橋墩形式的選取,過渡孔處
連接部位的設計以及塑性鉸預期部位的選擇。通常允許橋梁結構在強震下進入塑性工作狀態,在預期的部位形成塑性鉸以耗散能量,但不允許出現脆性破壞,如剪切破壞。為了保證所選擇的結構體系在橋址處的場地條件下確實是良好的抗震體系,必須進行簡單的分析(動力特性分析和地震反應評估),然后結合結構設計分析結構的抗震薄弱部位,并
進一步分析是否能通過配筋或構造設計保證這些部位的抗震安全性。最后,根據分析結果綜合評判結構體系抗震性能的優劣,決定是否要修改設計方案。
2、延性抗震設計
橋梁的延性抗震設計應分兩個階段進行:1)對于預期會出現塑性鉸的部位進行仔細的配筋設計;2)對整個橋梁結構進行抗震能力分析驗算,確保其抗震安全性。這兩個階段可以反復,直到通過抗震能力驗算,或進行減、隔震設計以提高抗震能力。
3、橋梁減、隔震設計
減、隔震技術是簡便、經濟、先進的工程抗震手段。減、隔震裝置是通過增大結構主要振型的周期使其落在地震能量較少的范圍內或增大結構的能量耗散能力來達到減小結構地震反應的目的。在進行抗震設計時,要根據結構特點和場地地震波的頻率特性,通過選用合適的減隔震裝置、相應參數以及設置方案,合理分配結構的受力和變形。一方面,應將重點放在提高吸收能量能力從而增大阻尼和分散地震力
上,不可過分追求加長周期。另一方面,應選用作用機構簡單的減、隔震體系,并在其力學性能明確的范圍內使用。減、隔震設計的效果,需
要進行非線性地震反應分析來驗證。
大量研究表明,最適宜進行減、隔震設計的情況主要有:
1)橋梁墩柱較剛性,即自振周期較小;
2)橋梁很不規則,如墩柱的高度變化較大,有可能導致受力不均勻;
3)預測的場地地震運動的能量主要集中在高頻分量,而低頻分量的能量較少(淺震、近震、巖石地基)。因此,要根據結構特點和場地震動特點決定是否要進行減、隔震設計,以及采取什么減、隔震裝置。
近年來國內外學者提出在橋梁結構中設置粘滯阻尼器來改善結構的抗震性能,已在多座橋梁中得以應用。有研究表明:將隔震支座與粘滯阻尼器組合使用既能減小結構地震力,又能有效地控制梁體位移及墩、梁相對位移。
三、抗震加固技術
在決定一座橋梁是否如何加固以前,應先評估其抗震能力。主要是先決定墩柱的破壞形式及墩柱的最大延性能力,其次計算整體屈服的地震加速度及整體的最大延性能力,最后算出橋梁的抗震能力Ac值。
1、橋梁震害介紹
從我國歷次破壞地震中,調查得到的公路橋梁震害產生的主要原因有以下幾類:
(1)支承連接件失效———由于上下部結構產生了支承連接件不能承受的相對位移,使支承連接件失效,上部與下部結構脫開,導致梁體墜毀。由于落梁的強烈沖擊力,下部結構將遭受嚴重破壞。支承連接件失效的原因,主要是設計低估了相鄰跨之間的相對位移。為了解決這個問題,目前國內外的通常做法是增加支承面寬度和在簡支的相鄰梁之間安裝縱向約束裝置。
(2)下部結構失效———主要是指橋墩和橋臺失效。橋墩和橋臺如果不能抵抗自身的慣性力和由支座傳遞來的上部結構的地震力,就會開裂甚至折斷,其支承的上部結構也將遭受嚴重的破壞。
鋼筋混凝土柱式橋墩大量遭受嚴重損壞,是近期橋梁震害的一個特點。其原因主要是橫向約束箍筋數量不足和間距過大,因而不足以約束混凝土和防止縱向受壓鋼筋屈曲。目前的解決辦法是通過能力設計和延性設計,使橋梁的屈服只發生在預期的塑性鉸部位,其余結構保持彈性。
(3)軟弱地基失效———如果下部結構周圍的地基易受地震震動而變弱,下部結構就可能發生沉降和水平移動。如砂土的液化和斷層等,在地震中都可能引起墩臺的毀壞。地基失效引起的橋梁結構破壞,有時是人力所不能避免的,因此在橋梁選址時就應該重視,并設法加以避免。如果無法避免時,則應考慮對地基進行處理或采用深基礎。
2、研究現狀
針對橋梁在地震中的震害類型,目前,國內外橋梁抗震加固主要采
取以下技術措施:
(1)在伸縮縫、鉸和梁端等上部接縫處采用拉桿、擋塊或者增加支承面寬度等措施,以防止落梁震害的發生;
(2)增加鋼筋混凝土橋墩的橫向約束,提高其抗彎延性和抗剪強度,防止橋墩彎曲和剪切震害;
(3)采用減隔震技術及專門的耗能裝置,提高橋梁的抗震性能。例如采用鉛芯橡膠耗能支座等。對隔震而言,利用周期、阻尼與位移等相依變量進行參數分析,配合加固目標的訂定,最后提出結合位移設計法的隔震裝置加固設計程序。隔震裝置的分析采用鉛芯橡膠支座(LRB)以及摩擦單擺支座(FPS)兩種。對減震而言,亦可結合位移設計法進行減震加固設計。可使用替代結構法,將結構以等效勁度及等效阻尼比以線性迭代的方式來進行粘滯性阻尼器的加固設計。
3、發展趨勢
從橋梁震害調查中發現,遭受嚴重破壞和倒塌的橋梁結構,絕大部分是源于落梁和抗彎延性不足。因此,國外主要的多震國家,開始強調橋梁結構整體的延性能力,其它一些國家則在原有規范的基礎上,也相應地對保證橋梁結構整體的延性能力,并通過設計和構造保證橋梁結構的整體延性能力。為了保證結構的整體延性能力,目前通常的做法是增加防落梁構造措施和在預期出現塑性鉸的關鍵部位增加橫向約束,以提高橋墩的抗彎延性和抗剪強度。從加固的對象上來看,美國、日本等橋梁抗震加固水平最高的國家,已經把加固的重點從以前單一的防落梁構造措施,轉移到重視橋墩整體延性上來,以保證加固后的橋梁與新建橋梁的抗震能力相當。國內外地震工程研究人員總結了近年來國內外的震害資料,開始檢討過去單純“強度抗震”設計的指導思想,研究考慮基于性能的抗震設計原則。基于性能的設計被廣泛的認為是未來結構抗震設計規范的基本思想。抗震設計的性能指標,可以是單一指標,也可以是多指標或組合指標。在研究手段方面,整個抗震工程學都出現了越來越重視和依靠地震模擬試驗的發展趨勢。應該注意到現在的試驗已經不再是傳統意義上的簡單試驗,而是和現代科技融為一體的高科技試驗.四、結語
隨著對地震機理認識的逐步加深,提高和完善橋梁結構物的各項功能,以及橋梁抗震構造措施進一步的改進和完善,可以很好地達到橋梁結構的防震和抗震效果。而橋梁抗震加固技術研究已經有了較好的基礎,建議針對我國公路橋梁的特點,得出適合于我國公路橋梁的抗震加固技術,并推廣應用,為提高我國公路橋梁的抗震性能和抵御地震災害的能力提供可靠的技術保證。
第三篇:道路橋梁專業考試必備(經典總結)
1、半剛性基層材料的特點如何及其種類1)具有一定的抗拉強度和較強的板體性2)環境溫度對半剛性材料強度的形成和發展有很大的影響3)強度和剛度隨齡期增長4)半剛性材料的剛性大于柔性材料、小于剛性材料;5)半剛性材料的承載能力和分布荷載的能力大于柔性材料6)半剛性材料到達一定厚度后,增加厚度對結構承載能力提高不明顯7)半剛性材料的垂直變形明顯小于柔性材料8)半剛性材料易產生收縮裂縫。種類:水泥,石灰-粉煤灰等無機結合料穩定的集料或粒料。
2、簡述邊坡防護與加固的區別,并說明邊坡防護有哪些類型及適應條件:防護主要是保護表面免受雨水沖刷,防止和延緩軟弱巖層表面碎裂剝蝕,從而提高整體穩定性作用,不承受外力作用,而加固主要承受外力作用,保持結構物的穩定性。邊坡防護:1)植物防護,以土質邊坡為主2)工程防護,以石質路塹邊坡為主。
3、試列出工業廢渣的基本特性,通常使用的石灰穩定工業廢渣材料有哪些: 1水硬性2緩凝性3抗裂性好,抗磨性差4溫度影響大5板體性 通常用石灰穩定的廢渣,主要有石灰粉煤灰類及其他廢渣類等。
4、瀝青路面產生車轍的原因是什么?如何采取措施減小車轍:車轍是路面的結構層及土基在行車荷載重復作用下的補充壓實,以及結構層材料的側向位移產生的累積永久變形。路面的車轍同荷載應力大小、重復作用次數以及結構層和土基的性質有關。
5、試述我國水泥混凝土路面設計規范采用的設計理論、設計指標:我國剛性路面設計采用彈性半空間地基上彈性薄板理論,根據位移法有限元分析的結果,同時考慮荷載應力和溫度應力綜合作用產生的疲勞損害確定板厚,以疲勞開裂作為設計指標。
6、重力式擋土墻通常可能出現哪些破壞?穩定性驗算主要有哪些項目?常見的破壞形式:1)沿基底滑動2)繞墻趾傾覆3)墻身被剪斷4)基底應力過大,引起不均勻沉降而使墻身傾斜;穩定性驗算項目:1抗滑 2抗傾覆。
7、浸水路基設計時,應注意哪些問題?與一般路基相比,由于浸水路基存在水的壓力,因而需進行滲透動水壓的計算,8、剛性路面設計中采用了哪兩種地基假設?它們各自的物理意義是什么: 有“K”地基和“E”地基,“K”地基是以地基反應模量“K”表征彈性地基,它假設地基任一點的反力僅同該點的撓度成正比,而與其它點無關;半無限地基以彈性模量E和泊松比μ表征的彈性地基,它把地基當成一各向同性的無限體,9.剛性路面設計主要采用哪兩種地基假設,其物理概念有何不同?我國剛性路面設計采用什么理論與方法?有“K”地基和“E”地基,“K”地基是以地基反應模量“K”表征彈性
地基,它假設地基任一點的反力僅同該點的撓度成正比,而與其它點無關,;半無限地基以彈性模量E和泊松比μ表征的彈性地基,它把地基當成一各向同性的無限體。我國剛性路面設計采用彈性半空間地基上彈性薄板理論,根據位移法有限元分析的結果,同時考慮荷載應力和溫度應力綜合作用產生的疲勞損害確定板厚。
10、簡述瀝青路面的損壞類型及產生的原因。損壞類型及產生原因:沉陷,主要原因是路基土的壓縮;車轍,主要與荷載應力大小,重復作用次數,結構層材料側向位移和土基的補充壓實有關;疲勞開裂,和復應力的大小及路面環境有關;推移,車輪荷載引起的垂直,水平力的綜合作用,使結構層內產生的剪應力超過材料抗剪強度;低溫縮裂,由于材料的收縮限制而產生較大的拉應力,當它超過材料相應條件下的抗拉強度時產生開裂
11、砌石路基和擋土墻路基有何不同?砌石路基不承受其他荷載,亦不可承受墻背土壓力,砌石路基適用于邊坡防護;擋土墻支擋邊坡,屬于支擋結構。
12、邊坡穩定性分析的力學方法有哪幾種?各適合什么條件?方法有:直線法和圓弧法。直線法適用于砂土和砂性土圓弧法適用于粘性土。
13、簡述道路工程中為何要進行排水系統設計?排水設計是為了保持路基處于干燥和中濕狀態,維持路基路面的強度和剛度,使之處于穩定穩定狀態。
14、何謂軸載換算?瀝青路面、水泥混凝土路面設計時,軸載換算各遵循什么原則?1)將各種不同類型的軸載換算成標準軸載的過程;瀝青路面和水泥砼路面設計規范均采用BZZ-100作為標準軸載。(2)瀝青路面軸載換算:a計算設計彎沉與瀝青層底拉應力驗算時,根據彎沉等效原則;b驗算半剛性基層和底基層拉應力時,根據拉應力等效的原則。水泥砼路面軸載換算:根據等效疲勞斷裂原則。
15簡述路基施工的基本方法有哪幾類?施工前的準備工作主要包括哪三個方面?(1)人工及簡易機械化,綜合機械化,水利機械化,爆破方法(2組織準備,技術準備,物質準備 16.對路面有哪些基本要求?強度與剛度、平整度、抗滑性、耐久性、穩定性、少塵性
17.路基防護工程與加固工程有何區別,試列舉常用的防護措施?防護主要是保護表面免受雨水沖刷,防止和延緩軟弱巖層表面碎裂剝蝕,從而提高整體穩定性作用,不承受外力作用,而加固主要承受外力作用,保持結構物的穩定性。常用得防護措施:種草,鋪草皮,植樹,砂漿抹面,勾縫,護面墻等。
18.簡述半剛性基層材料的優、缺點。半剛性基層具有一定的板體性、剛度、擴散應力強,且具有一定的抗拉強度,抗疲勞性強度,具有良好的水穩性特點。它的缺點:1)不耐磨,不能作面層2)抗變形能力低,因干、溫縮全開裂3)強度增長需要一定齡期。
19.路基干濕類型分為哪幾類,如何確定? 干燥、中濕、潮濕、過濕。用土的稠度Wc確定。
20.路基邊坡穩定分析有哪幾種方法,各適應什么場合?穩定系數K的含義?力學分析法和工程地質法。一力學分析法直線法適用砂類土,土的抗力以內摩擦為主,粘聚力甚小。邊坡破壞時,破裂面近似平面。圓弧法適用于粘性土,土的抗力以粘聚力為主,摩擦力甚小。邊坡破壞時,破裂面近似圓弧形。二工程地質法根據不同土類及其所處的狀態,經過長期的實踐和大量的資料調查,擬定邊坡穩定值參考數據,在設計時,將影響邊坡穩定的因素作比擬,采用類似條件下的穩定邊坡值。直線法中 K=F/T圓弧法中 K=Mr/Ms 21.路面有哪些類型?分別說明其特點:路面類型可以從不同角度來劃分,但是一般都按面層所用的材料區劃,如水泥混凝土路面、瀝青路面、砂石路面等。但是工程設計中,主要從路面結構的力學特性和設計方法的相似性出發,將路面劃分為柔性路面、剛性路面和半剛性路面三類。柔性路面總體剛度較小,易產生較大的彎沉變形,路面結構本身的抗彎拉強度較低。剛性路面抗彎拉強度高,并且有較高的彈性模量,呈現出較大的剛性。半剛性路面處于柔性和剛性之間。22.簡述我國現行柔性路面設計理論和方法?畫出設計計算圖,指明計算點位;模量類型與層間接觸條件:我國現行柔性路面設計理論采用雙圓均布荷載作用下的多層彈性層狀體系理論,以設計沉值為路面整體剛度的設計指標,包括路面彎沉,拉應力和面層剪應力的計算。具體示意圖見書本。A點使路表彎沉的計算點,位于雙圓均布荷載的輪隙中間,驗算瀝青混凝土層底拉應力時,應力最大點在B和C兩點之間。采用層間完全連續的條件。
23.試列出半剛性材料的基本特性和通常的種類?半剛性材料基本特性:穩定性好,抗凍性能強,結構本身自成板體,強度和模量隨齡期的增長而不斷增長,抗拉強度遠小于抗壓強度,具有溫縮和干縮性。通常的種類:水泥穩定類材料,石灰穩定類材料,工業廢渣穩定類。
24.簡述高速公路的特點?高速公路的特點:設計指標高,交通全封閉,行車速度高。
25.瀝青路面的破壞狀態有哪些?對應的應采用哪些控制指標?我國瀝青路面設計采用那些指標?瀝青路面的破壞狀態有:沉陷,車轍,疲勞開裂,推移,低溫縮裂;采用的控制指標:垂直壓應力或垂直壓應變;各結構層包括土基的殘余變形總和,路基表面的垂直應變;結構層底面的拉應變或拉應力不超過相應的容許值控制設計;面層抗剪強度標準控制設計;設計彎沉值和層底拉應力; 我國瀝青路面設計采用的控制指標:設計彎沉值和層底拉應力。
26.純碎石材料強度構成及其原則,影響強度的主要因素?純碎石材料按嵌擠原則產生的強度,它的抗剪強度主要取決于剪切面上的法向應力和材料的內摩擦角。
27.瀝青碎石與瀝青混凝土有何不同? 瀝青碎石中礦料中細顆粒含量少,不含或含少量礦粉,混合料為開級配的,空隙率較瀝青混凝土大,含瀝青少,拌和而成的混合料。28.試從設計、施工、養護方面論述如何保證路基路面具有足夠的強度和穩定性。1)設計:滿足設計級配要求,優良的材料2)施工:合理的施工工藝,達到壓實度相應的技術標準3)養護:路基路面在行車荷載和自然因素的長期作用下,隨著使用年限的增加,路基路面造成不同程度的損壞,需要長期的養護、維修、恢復路用性能。
29.試述路基工程的壓實機理、影響壓實的因素和壓實指標。機理:土是三相體,土粒為骨架,顆粒之間的空隙為水分和空氣所占據,壓實使土粒重新組合,彼此擠緊,空隙縮小,土的單位重量提高,形成密實整體,最終導致強度增加,穩定性提高。因素:含水量,有效土層厚度,壓實功。指標:壓實度。
30.我國現行的瀝青路面設計規范中進行路面結構計算時各結構層采用何種模量和層間接觸條件?各層材料均采用抗壓回彈模量,瀝青砼及半剛性材料的抗拉強度采用劈裂強度。兩種指標計算均采用層間完全連續的條件。
31.重力式擋土墻通常有哪些破壞形式?穩定性驗算包括哪些項目?當抗滑或抗傾覆穩定性不足時,分別可采取哪些穩定措施?常見的破壞形式:1)沿基底滑動2)繞墻趾傾覆3)墻身被剪斷4)基底應力過大,引起不均勻沉降而使墻身傾斜;驗算項目:抗滑穩定性驗算;抗滑傾覆穩定性驗算(1)增加抗滑穩定性的方法:設置傾斜基底;采用凸榫基礎。(2)增加抗傾覆穩定性的方法:拓寬墻趾;改變墻面及墻背坡度;改變墻身斷面類型。
32.簡述確定新建瀝青路面結構厚度的設計步驟? 1根據設計任務書的要求,確定路面等級和面層等級和面層類型,計算設計年限內一個車道的累計當量軸次和設計彎沉值2)按路基土類與干濕類型,將路基劃分為若干路段,確定路段土基回彈模量值3)根據已有經驗和規范推薦的路面結構擬定幾種可能的路面結構組合與厚度方案,根據選用的材料進行配合比試驗及測定各結構層材料的抗壓回彈模量、抗拉強度,確定各結構層材料設計參數4)根據設計彎沉計算路面厚度。33.畫圖表示路基的典型斷面形式,并分別說出它們的特點及設計中應注意的問題?(1)圖略。①路堤;②路塹;③半填半挖。(2)①路堤:設計線高于原地面線,排水通風條件好,受水文地質條件影響小,施工質量易控制,施工時應注意填料的選用與壓實。②路塹:設計線低于原地面,排水通風條件差,破壞了原地面天然平衡,受水文地質影響大,要注意邊坡穩定性與排水設計。③半填半挖:工程上經濟,易發生不均勻沉降而產生縱向開裂,此處要注意填方與山坡接合處的處治技術。
34、簡述對瀝青混合料技術性質的要求,評價的指標和相關的實驗。高溫穩定性:動穩定度,車轍試驗;低溫性能:劈裂強度,馬歇爾凍融劈裂試驗;耐久性:旋轉薄膜烘箱試驗;粘附性,水煮法試驗。
35.什么叫特殊路基?試列舉一種你熟悉的特殊路基,分析如何保證它具有足夠的強度和穩定性。路基填挖超過規范的要求,水文地質條件很差的路基。例如:高填深挖路基,土質為膨脹土,地下水位很高。36.路面設計需要哪些基本參數?瀝青路面設計:累計標準軸載的計算Ne,設計彎沉ls,層底拉應力計算,材料回彈模量,配合比設計等。溫度梯度,基層頂面的當量回彈模量和計算回彈模量。水泥路面設計:累計標準軸載的計算Ne模量,混凝土設計彎拉強度,溫度應力和疲勞應力的計算,傳荷系數等。
37.試從氣候分區來探討不同的地區對瀝青混合料的基本要求? 答:①在高溫持續時間長的南方地區,要求瀝青混合料具有抗車轍,高溫穩定性的能力。②在低溫持續時間長的北方地區,要求瀝青混合料具有低溫抗裂性能。③在潮濕區、濕潤區,雨水、冰雪融化對路面有嚴重危害的地區,在要求具有抗車轍能力的同時,還要滿足泌水性的要求。氣候分區的主要指標是:高溫指標、低溫指標和雨量指標,所以不同的地區要根據其所在的氣候分區確定其對瀝青混合料的基本要求,如在夏炎熱冬寒潮濕區(1-2-2)就要綜合考慮抗車轍高溫穩定性的能力、低溫抗裂性能和泌水性的要求。
38、水泥混凝土路面為什么要設置接縫?接縫分為哪幾類?試分別簡述它們的作用、布設位置及畫出基本構造。答:混凝土面層是由一定厚度的混凝土板所組成,它具有熱脹冷縮的性質,如一年四季溫度的變化、晝夜溫度的變化。這些變形會受到板與基礎之間的摩阻力和粘結力,以及板的自重、車輪荷載等的約束,致使板內產生過大的應力,造成板的斷裂或拱脹等破壞。為避免這些缺陷,混凝土路面不得不在縱橫兩個方向設置許多接縫,把路面分割成許多板塊。接縫主要分為縮縫、脹縫和施工縫。縮縫的作用是保證板因溫度和濕度的降低而收縮,沿該薄弱斷面縮裂,從而避免產生不規則裂縫。縮縫的間距一般為4~6米,晝夜氣溫變化較大的地區或地基水文情況不良路段應取低限值,反之取高限值。脹縫的作用是保證板在溫度升高時能部分伸長,從而避免路面板在熱天的拱脹和折斷破壞,同時其能起到縮縫的作用。在鄰近橋梁或固定建筑物處,或與其他類型路面相連接處、板厚變化處、隧道口、小半徑曲線和縱坡變化處應設置脹縫。施工縫是每天完工及因雨天或其他原因不能繼續施工時的筑接縫。施工縫應盡量設置在脹縫處,如不可能也應設置在縮
縫處。
39.今在南方多雨地區修筑一條高速公路,條件如圖1所示,試布置排水結構物(畫在圖上并說明)。①在路塹邊坡坡角處和路堤邊坡坡角處要設置邊溝以排除路面水。②在路塹邊坡上方要設置截水溝,攔截流入路面的雨水。③在超高地段的中央分隔帶處要設置暗溝。④在挖方路基處要根據實際情況設置盲溝以降低地下水。⑤每隔200~300米,并且是填方路段設置涵洞將路面匯水從一側流向另一側
40.試述公路自然區劃與氣候分區的原則有什么相同點和不同點。①道路工程特征相似的原則;即在同一區劃內,在同樣的自然因素下筑路具有相似性②地表其后區劃差異性原則;即地表其后是地帶性差異與地帶性差異的綜合結果③自然氣候因素既有綜合又有主導作用的原則:及自然氣候的變化是各種因素綜合作用的結果,但其中又有某種因素起著主導作用。
41.簡述路面設計的內容,并分別闡述每一部分的基本原則或設計要點:路面上設計應包括;原材料的選擇,混合料配合比設計和設計參數的測試和確定,路面結構層組合和厚度的計算。
42.路面材料分為哪幾類?不同類型中分別列舉一種常用的材料來說明其力學性質。路面材料主要分為:(1)碎,礫石路面材料2)塊料路面材料3)無機結合料穩定路面材料4)瀝青路面材料5)水泥混凝土路面材料。碎,礫石路面是按嵌擠原理產生強度,它的抗剪強度主要決定于剪切面上的法向應力和材料的內摩擦角。材料的粘結強度一般都要比礦料顆粒本身的強度小的多,在外力作用下,材料首先將在顆粒之間產生滑動和位移,使其失去承載能力而遭致破壞。其常用的材料有純碎石材料,土碎石材料等。塊料路面材料的強度主要由接觸的承載力和塊石之間的摩擦力所構成。其常用的材料有拳石,粗琢,塊石,條石等。
43.擬在Ⅳ5的如下圖2路基地段修筑一條高速公路,由路線設計知此段的平均開挖深度為6.8m,最大凍深為70cm,且為粘性土,試分析下面的路面結構的合理性,并論述其理由。要點:在路塹邊坡上要設置截水溝,攔截流入路面的雨水。面層整體結構偏薄,上面層偏薄,中面層AC-10偏細。水泥穩定土不適宜作為高速公路基層,建議水泥穩定土與水泥穩定碎石材料調換。路面結構整體厚度偏薄,由于最大凍深為70cm,且為粘性土,因此不利于保持路基的干燥。建議設置砂墊層等排水措施。
44.在結構設計中,如何考慮交通荷載的影響?不同重力的軸載給路面結構帶來的損傷程度是不同的。對于路面結構設計,除了設計期限的累計交通量之外,另一個重要的交通因素便是各級軸載所占的比例,即軸載組成或軸載譜。把不同軸載的作用次數按等效換算的原則換算成標準軸載當量作用次數。
45.路基的幾何三要素是什么?在工程設計中應如何確定?(1)高度、寬度、邊坡坡度。
(2)寬度由公路技術等級與實際需要確定;高度由縱斷面設計拉破確定,填方路段考慮路基的最小填土高度;邊坡坡度取決于地質、水文條件、坡高、坡體土的性質,在確定坡率時既要考慮坡體的穩定性,又要考慮斷面的經濟性。
46.試列出工業廢渣的基本特性,通常使用的石灰穩定工業廢渣材料有哪些?工業廢渣的基本特性工業廢渣種含有較多的 活性物質,能在氫氧化鈣溶液中產生火山灰反應,把顆粒膠凝在一起,產生結晶硬化,具有水硬性。常用的石灰穩定工業廢渣有:粉煤灰,高爐渣,鋼渣,電石渣,煤纖石等 47.水泥混凝土路面損壞的形式與原因? 水泥路面的破壞形式與原因:裂縫類:橫向、縱向裂縫、斜的裂縫等,板的強度不夠,路基脫空等;變形類:沉陷、脹裂等,路基壓實度不足,脫空,不均勻沉降,溫度應力過大等;接縫損壞類:錯臺、唧泥、接縫碎裂、填料損壞等,路面脹縮受阻,產生較大的應力;表面損壞類:露骨,坑槽,磨光等,集料含泥量大,砂漿過少,水灰比不大。
48、水泥混凝土路面有哪些類型?采用最多的是哪一種?水泥混凝土路面的類型有:普通混凝土路面;鋼筋混凝土路面;連續配筋混凝土路面;預應力混凝土路面。采用最多的是普通混泥土路面。
49.水泥混凝土路面有哪些類型?各類型具有什么特點?水泥混凝土路面的類型有:普通混凝土路面;鋼筋混凝土路面;連續配筋混凝土路面;預應力混凝土路面等。普通混凝土路面特點:板間要設置接縫,只在接縫處和板邊設置鋼筋。鋼筋混凝土路面特點:路面結構中配置鋼筋,配筋的主要目的是控制混凝土路面板在產生裂縫之后保持裂縫緊密接觸,裂縫寬度不會擴張。連續配筋混凝土路面特點:在路面縱向配有足夠數量的不間斷連續鋼筋,路面不設橫向脹縫和縮縫。預應力混凝土路面特點:改善結構的使用性能,延緩裂縫的出現,減小裂縫寬度;截面剛度顯著提高,撓度減小,可建造大跨度結構。受剪承載力提高:施加縱向預應力可延緩斜裂縫的形成,使受剪承載力得到提高。卸載后的結構變形或裂縫可得到恢復:由于預應力的作用,使用活荷載移去后,裂縫會閉合,結構變形也會得到復位。提高構件的疲勞承載力:預應力可降低鋼筋的疲勞應力比,增加鋼筋的疲勞強度。50.影響路堤邊坡穩定性的主要因素有哪些?主要因素有:①流水沖刷邊坡或施工不當引起的溜方 ②邊坡坡變過陡或邊坡坡腳被沖刷掏空引起的滑坡 ③流水沖刷,邊坡過陡或地基承載力過低。
51.路面按其使用性能分為哪幾級?路面按其力學特點又分為哪幾類?路面按其使用性能分為:①高級路面 ②次高級路面
③中級路面④低級路面。按力學特點分為:①柔性路面②剛性路面③半剛性路面
52.路面排水的方式有哪幾種?①路面表面排水 ②中央分隔帶排水 ③路面內部排水
53.什么是半剛性基層,半剛性基層有何優缺點?用水泥、石灰等無機結合料處治土或碎石及含有水硬性結合料的工業廢渣修筑的基層稱為半剛性基層。半剛性基層具有穩定性好、抗凍性能強、結構本身自成板體等優點,但其耐磨性和抗沖刷性能差。
54.試述水泥混凝土路面與瀝青路面的力學特點、種類與二者的區別。(1)水泥混凝土路面:剛性路面,強度高,穩定性好等。普通,連續配筋,預應力,鋼纖維等。(2)瀝青混凝土路面:柔性路面,噪音小,行車舒適,易養護維修等。瀝青砼,熱拌瀝青碎石,乳化瀝青碎石,瀝青貫入式,瀝青表處治等。
55.如何初步判定危險滑動面的位置以及如何確定土工參數?對于砂類土,采用直線法,土以抗力以內摩擦為主,粘聚力甚小。圓弧法主要用于粘性土,通過4.5H定圓心后進行滑動面驗算,確定最小穩定系數,即為最危險滑動面。考慮到滑動面的近似假設,土工試驗所得到的摩擦角和粘聚力的局限性及環境條件的變異性的影響,為保證邊坡穩定性有足夠的完全儲備,穩定系數應控制在一定的范圍內。
56、公路的技術分級是如何劃分的?公路的技術等級是按其任務,性質和交通量分為五個技術等級;各等級又根據地形規定了不同的計算行車速度及其相應的工程技術標準。
57、試述新建瀝青路面結構設計步驟。1)根據設計任務書的要求,確定路面等級和面層類型,計算年限內一個車道的累計當量軸次和設計彎沉值2)按路基土類與干濕類型,將路基劃分為若干段,確定各路段土基回彈模量值3)根據已有的經驗和規范推薦的路面結構,擬定幾種可能的路面結構組合與厚度方案4)根據設計彎沉值計算路面厚度。
58.影響路基強度與穩定性的因素有哪些? 影響路基強度的因素有:土基回彈模量,路基路面結構整體性影響。穩定性有大氣溫度,降水與溫度變化以及地表上的開挖或填筑等因素。
59、試述土質路基的壓實機理、影響壓實的因素和壓實指標。路基工程的壓實機理:土是三相體,土粒為骨架,顆粒之間孔隙為水和氣體所占據,通過壓實使土粒重新組合,彼此擠緊,孔隙縮小,土的單位質量提高,形成密實整體,最終使強度增加,穩定性提高。影響因素:1)內因:土質和濕度2)外因:壓實功能及壓實時的外界自然和人為的其他的因素。指標:最大干容重 及相應的最佳含水量
60.試述水泥混凝土路面接縫分類及其作用。縫主要分為縮縫、脹縫和施工縫。縮縫的作用是保證板因溫度和濕度的降低而收縮,是沿該薄弱斷面縮裂,從而避免產生不規則裂縫。脹縫的作用是保證板在溫度升高是能部分伸長,從而避免路面板在熱天的拱脹和折斷破壞,同時其能起到縮縫的作用。施工縫每天完工及因雨天或其他原因不能繼續施工時的筑接縫。
61.畫圖示意路基的典型斷面,簡述各自的特點。畫出路基的基本典型斷面形式,并分別說明他們的特點及設計中應該注的問題。(1)圖略。①路堤;②路塹;③半填半挖。(2)①路堤:設計線高于原地面線,排水通風條件好,受水文地質條件影響小,施工質量易控制,施工時應注意填料的選用與壓實。②路塹:設計線低于原地面,排水通風條件差,破壞了原地面天然平衡,受水文地質影響大,要注意邊坡穩定性與排水設計。③半填半挖:工程上經濟,易發生不均勻沉降而產生縱向開裂,此處要注意填方與山坡結合處的處治技術。
62.擋土墻排水設計的目的是什么?如何進行擋土墻排水設計? 擋土墻應設置排水設施,以疏干墻后土體和防止地面水下滲,防止墻后積水形成靜水壓力,減少寒冷地區回填的凍脹壓力,消除粘性土填料浸水后的膨脹壓力。排水措施主要包括:設置地面排水溝,引出地面水,夯實回填土頂面和地面松土,防止雨水及地面水下滲,必要時可加設鋪砌;對路塹擋土墻墻趾前的邊溝應予以鋪砌加固,以及防邊溝水滲入基礎;設置墻身泄水孔,排除墻后水。
63、路基由哪幾個要素構成?它們是如何確定的?路基由高度,寬度,邊坡坡度三個要素組成;寬度由公路技術等級與實際需要確定;高度由縱斷面設計拉坡確定,填方路段考慮路基的最小填土高度;邊坡坡度取決于地質,水文條件,坡高。坡堤土的性質,在確定坡率時即要考慮坡體的穩定性,又要考慮斷面的經濟性。
64、邊坡穩定性驗算的方法有哪些?各種類型的使用范圍如何?力學分析法(數解法,圖解法或表解法)和工程地質法。直線法適用于砂類土,土的抗力以內磨擦為主,粘聚力甚小。邊坡破壞時,破裂面近似平面。圓弧法適用于粘性土,土的抗力以粘聚力為主,內磨擦力甚小,破裂面近似圓弧。數解法計算精確,但是計算繁唆。表解法計算簡單但是計算不如數解法精確。
65、瀝青路面的設計理論和設計指標是什么?設計理論:采用雙圓垂直均布荷載作用下的多層彈性連續體系理論,以設計彎沉值為路面結構整體剛度的設計指標,設計路面結構所需要的厚度。
66、在南方多雨地區,某一級公路超高路段水泥混凝土路面結構尺寸如圖所示,本段路基長度約1km,路基寬度為28m,設計標高位置為中央分隔帶邊緣,斷面劃分為:土路肩(0.75m)+硬路肩(3.0m)+路緣帶(0.5m)+行車道(2×3.75m)+路
緣帶(0.75m)+中央分隔帶(3.0m)+路緣帶(0.75m)+行車道(2×3.75m)+路緣帶(0.5m)+硬路肩(3.0m)+ 土路肩(0.75m),地下水位距設計標高1.5m,地表水位距設計標高3.0m。路面結構層厚度為60cm,彎道為左偏,超高橫坡為3%,土質為粘性土,臨界高度為:地下水H1=1.7~1.9, H2=1.3~1.4,H3=0.9~1.0, 地表水H1=1.0~1.1, H2=0.6~0.7,H3=0.3~0.4。試進行排水系統設計并說明理由。(1)圖中需畫出截水溝(2)因H
67、劃分路基干濕類型及其確定方法是什么?分為四類:干燥,中濕,潮濕,過濕。以稠度作為路基干濕類型的劃分標準。
68、如何提高瀝青混合料的高溫穩定性?根據;增加粗礦料,提高稠度,控制瀝青用量,摻外加劑。
69、表征土基承載能力的參數指標有哪些?如何確定?指標有:回彈模量,地基反應模量,加州承載比等。確定方法:土基回彈模量――柔性承載板和剛性承載板確定;地基反應模量――K=P/L; CBR=100*P/Ps
70、與一般路基相比,浸水路基穩定性驗算有何不同?由于
浸水路基存在水的壓力,因而需進行滲透動水壓力的計算。
71、簡述半剛性材料的特點、種類及適用情況。用水泥,石灰,粉煤灰等無機結合料處治的土或碎石(礫石)及含有水硬性結合料的工業廢渣修筑的基層,在前期具有柔性路面的力學性能,后期的強度和剛度均有大幅度的增長,材料的剛性介于柔性和剛性路面之間。水泥穩定土或碎石,石灰粉煤灰穩定土,一般用于高速公路,一級公路的基層與底基層。72、擋土墻的埋置深度如何確定?無沖刷時,應在天然路面以下至少1m;有沖刷時,應在沖刷線以下至少1m;受凍脹影響時,應在凍結線以下不少于0.25m;碎石,礫石和砂類地基,不考慮凍脹影響,但基礎埋深不宜小于1m。73、水泥混凝土路面基層設置的目的是什么?防止或減輕唧泥,錯臺和斷裂病害的出現;改善接縫的傳荷能力及耐久性,提高抗沖刷能力;緩解土基不均勻凍脹或不均勻體積變形對面層的不利影響;為面層施工提供穩定的基礎和工作面。74.試述瀝青路面的結構組合設計原則。1)保證路面表面使用品質長期穩定2)路面各結構層的強度,抗變形能力與各層次的力學響應相匹配3)直接經受溫度等自然因素變化而造成強度,穩定性下降的結構層次應提高其抵御能力4)充分利用當地材料,節約外運材料,作好優化選擇,降低建設與養護費用。
75.簡述我國現行瀝青路面設計理論和方法?設計指標?層間接觸條件?設計理論:采用雙圓垂直均布荷載作用下的多層彈性連續體系理論,以設計彎沉值為路面結構整體剛度的設計指標,計算路面結構所需的厚度。設計指標:采用層間
完全連續的條件
1. 路基臨界高度:不利季節路基處于某種臨界狀態時(干燥、中溫、潮濕)上部土層(路床頂面以下80cm)距地下水位或地面積水水位的最小高度。
2. 輪跡橫向分布系數:剛性路面設計中,在設計車道上,50cm寬度范圍內所受到的輪跡作用次數與通過該車道橫斷面的輪跡總作用次數之比。
3. 設計彎沉:是根據設計年限內每個車道通過的累計當量軸次、公路等級、面層和基層類型確定的,相當于路面竣工后第一年不利季節,路面在標準軸載100KN 作用下,測得的最大回彈彎沉值。
4. 邊溝:設置在挖方路基的路肩外側或低路堤的坡腳外側,多與路中線平行。
5. 疲勞破壞:結構在低于極限強度的荷載應力作用下,隨著荷載作用次數的增加而出現的破壞的現象。
6.路床:路面的基礎,是指路面以下80cm范圍內的路基部分,承受路面傳來的行車荷載,結構上分為上路床(0~30cm)和下路床(30~80cm)。
7.最佳含水量:路基碾壓是或室內擊實實驗中,對應于某一壓實功,土體獲得最大干密度時所對應的含水量。8.唧泥:水泥混凝土板接縫,裂縫處,基層材料在行車荷載和水的作用下,抗沖刷能力差的細集料被擠出來的現象。9.勁度模量:材料在一定的溫度和時間條件下,荷載應力與應變的比值。
10.CBR加州承載比:是美國加利福利亞州提出的一種評定土基及路面材料承載能力的指標,采用高質量標準碎石為標準,用對應某一貫入度的土基單位壓力P與相應貫入度的標準壓力的比值表示CBR值。
11.路床:路面的基礎,是指路面以下80cm范圍內的路基部分,承受路面傳來的行車荷載,結構上分為上路床(0~30cm)和下路床(30~80cm)。
12.平均稠度:不利季節實測路床80cm深度以內的平均含水量及路床的液塑限,將土的液限含水量減去平均含水量后除以液塑限含水量之差(塑性指數)。
13.二灰穩定土:由石灰粉煤灰結合料穩定的粗粒土或細粒土,且強度隨齡期的延長而增長的無機穩定材料。14.勁度模量:材料在一定的溫度和時間條件下,荷載應力與應變比值。
15.錯臺:水泥混凝土板接縫處,兩塊板端部出現的豎向相對位移,并影響其行車舒適性。
16.半剛性材料:由水泥,石灰,粉煤灰等無機結合料結合而成的水硬性或碎石(礫石)的材料。
17.路基工作區:在路基某一深度2a處,當車輪荷載引起的垂直應力與路基土自重引起的垂直應力相比所占比例很小,在1/10~1/5時,該深度2a范圍內的路基范圍為路基工作區。18.臨界荷位:剛性路面進行應力計算時,選取使面板內產生最大應力或最大疲勞破壞的一個荷載位置。現行設計規范采用混凝土板縱縫邊緣中部作為臨界荷位。
19.當量軸次:按路面損壞等效原則,將不同車型,不同軸載作用次數換算成與標準軸載BZZ-100相當軸載作用次數。20.車轍:路面結構及土基在行車荷載的反復作用下的補充壓實,以及結構層中材料的側向位移產生的累計的塑性變形,而形成的永久變形。
21.翹曲應力:由于板的自重和地基反力和相鄰板的鉗制作用,使部分翹曲變形受阻,從而使板內產生翹曲應力。22.壓實度:現場干密度與室內最大干密度的比值,用百分數表示。
23.半剛性路面:用水泥、石灰等無機結合料處治的土或碎(礫)石及含有水硬性結合料的工業廢渣修筑的基層和鋪筑在它上面的瀝青面層統稱為半剛性路面。
24.二灰穩定砂礫 以石灰粉煤灰作為結合料以礫石和砂礫作為骨料的無機混合材料稱為二灰穩定砂礫。
25、計算彎沉:它是根據設計年限內一個車道上預測通過的累計當量軸次、公路等級、面層和基層的類型而確定的路面彎沉實際值是路面厚度計算的主要依據。
26.深路塹:通常將大于20m的路塹視為深路塹。27.反射裂縫:由于半剛性基層產生的裂縫或者水泥路面加鋪瀝青罩面的水泥板裂縫向上發展,致使瀝青面層開裂,形成的裂縫稱為反射裂縫。
28、累計當量軸次:按路面損壞的等效原則,將不同車型不同軸載作用次數換算與標準軸載BZZ-100相當軸載作用次數,再根據確定的交通量年平均增長率r和設計年限算得累計當量軸次。
29、路面的基礎,是指路面以下80cm范圍內的路基部分,承受路面傳來的行車荷載,結構上分為上路床(0~30cm)和下路床(30~80cm)。
30、平均稠度:不利季節實測路床80cm深度內土的平均含水量及路床土的液、塑限,將土的液限含水量減去平均含水量后除以液、塑限含水量之差(塑性指數)
31、疲勞破壞:結構在低于極限強度的荷載應力作用下,隨著荷載作用次數的增加而出現的破壞現象。
32.半剛性基:采用無機結合料穩定粒料或土,且具有一定厚度的基層結構。
33.邊溝:設置在挖方路基的路肩外測或低路堤的坡腳外測,多與路線中心線平行,用以匯集和排除路基范圍和流向路基的少量地面水。
34.瀝青混凝土路面:是指用瀝青混凝土作面層的路面。
35、路基工作區:在路基某一深度Za處,當車輪荷載引起的垂直應力與路基土自重引起的垂直應力相比所占比例很摩擦樁:樁穿過并支承在各種壓縮性土層中,在豎向荷載的作用下,基樁所發揮的承載力以側摩小,僅為1/10-1/5時,該深度Za范圍內的路基稱為路基工阻力為主時,稱為摩擦樁 作區。
端承樁或柱樁:基樁所發揮的承載力以樁底土層的抵抗力為主時,稱為端承樁或柱樁
36、半剛性基層:采用無機結合料穩定粒料或土,且具有一單樁承載力:單樁在荷載作用下,地基土和樁本身的強度和穩定性均能得到保證,變形也在容許定厚度的基層結構。
范圍內,以保證結構物的正常使用所能承受的最大荷載
37、當量軸次:按路面損壞等效原則,將不同車型、不同軸臨界深度:樁底端進入持力沙土層或硬粘土層,樁的極限阻力隨著進入持力層的深度線性增加。載作用次數換算成與標準軸載BZZ-100相當軸載作用次數。達到一定深度后,阻力極限值保持穩定值,這一深度稱為~
38、路堤:是指全部用巖土填筑而成的路基。樁底硬層臨界厚度:當持力層下方存在軟弱土層時,樁底下距下臥軟弱層頂面的距離t小于某一
39、勁度模量:材料在一定的溫度和時間條件下,荷載應力與應變比值。
值tc時,樁的阻力隨著t的減小而下降,tc稱為~
樁的橫向承載力:樁在與樁軸線垂直方向受力時的承載力
40、輪跡橫向分布系數:剛性路面設計中,在設計車道上,負摩阻力:當樁周土體因某種原因發生下沉,其沉降變形大于樁身的沉降變形時,在樁側面出現50cm寬度范圍內所受到的輪跡作用次數與通過該車道橫斷面向下作用的摩擦力 的輪跡總作用次數之比。
正摩阻力:樁受軸向荷載后,樁相對于樁側土體作向下位移,土對樁產生向上的摩阻力,稱為~
41、彎沉綜合修正系數:因理論假設與實際路面工作狀態的中性點:正、負摩阻力變換處的位置
差異,而形成瀝青路面實測彎流值與理論計算值不等,而采土的彈性抗力:樁身的水平位移及轉角使樁擠壓樁側土體,樁側土必然對樁產生一橫向土抗力用彎沉綜合修正系數予以修正,它是實測彎沉值與理論彎沉值之比。
σzx,它起抵抗外力和穩定樁基礎的作用,這種作用力稱為~
地基系數C:單位面積土在彈性限度內產生單位變形時所需要的力
43.車輪輪跡橫向分布系數:它為路面橫斷面上某一寬度范多排樁:水平外力作用平面內有一根以上的樁的樁基礎
圍內實際受到軸載作用數占通過該車道斷面的總軸數的比剛性樁和彈性樁:當樁的入土深度h>2.5/a時,稱為彈性樁,反之則為剛性樁。a為樁—土變形例。
地基:承受建筑影響的那部分地層 基礎:建筑和地基接觸的部分
天然地基:未經過人工處理就滿足設計要求的地基
系數。
沉井:筒狀結構物,它是以井內挖土,依靠自身重力克服井壁摩阻力后下沉到設計標高,然后經
過混凝土封底并填塞井孔使其成為橋梁墩臺或其他結構物的基礎
一般沉井:就地制造下沉的沉井
人工地基:天然地層土質過于軟弱或存在不良工程地質問題,需人工加固或處理的地基浮運沉井:岸邊澆筑浮運就位下沉制造的沉井
淺基礎:埋置深度較淺且施工簡單的基礎
復合地基:指兩種不同剛度(或模量)的材料(不同剛度的加固樁樁體與樁間土)所組成,兩者深基礎:淺層土質不良,將基礎置于較深的土層上,且施工復雜時稱為深基礎共同分擔上部荷載并協調變形的地基。
深水基礎:基礎埋置在土層內深度較淺,但水下部分較深。a 剛性基礎:基礎內不需配置受力鋼筋的基礎。
柔性基礎:將剛性基礎尺寸重新設計并配置足夠的鋼筋。
軟弱地基:指的是天然含水量過大,承載力低,在荷載作用下易產生滑動或固結沉降的地基。樁的計算寬度:為了將空間受力簡化為平面受力,將樁的設計寬度換算成實際工作條件下矩形截面樁的寬度。
剛性擴大基礎:將基礎平臺尺寸擴大以滿足地基強度要求的剛性基礎剛性樁 :根據樁與土的相對剛度將樁劃分為剛性樁和彈性樁,當樁的入土深度h《=2.5/a時,樁剛性角:自墩臺身邊緣處的垂線和基底邊緣的聯線間的最大夾角 的相對剛度較大,這種樁稱為剛性樁 持力層:直接與基底接觸的土層
軟弱下臥層:容許承載力小于持力層容許承載力的土層
持力層:直接與基地接觸的土層
群樁效應:由于承臺、樁、土的相互作用使其樁側阻力、端樁阻力、沉降等性狀發生變化而與單打入(錘擊)樁:通過錘擊將各種預先制好的樁打入地基內達到需要的深度樁明顯不同,這種群樁不同于單樁的工作性狀所產生的效應稱為群樁效應
振動下沉樁:將大功率的振動打樁機安裝在樁頂,利用振動力以減少土對樁的阻力,使之沉入土樁端阻力深度效應:樁端阻力隨著樁的入土深度,特別是持力層的深度而變化,這種特性稱為樁中
端阻力深度效應
灌注樁:在現場地基中鉆挖樁孔,然后在孔內放入鋼筋骨架,在灌注樁身混凝土而成的樁樁側摩阻力的深度效應 :樁側摩阻力隨著樁的入土深度,特別是持力層的深度而變化,這種特性鉆孔灌注樁:用鉆孔機在土中鉆進,邊破碎土體邊出土渣而成孔再灌注而成。稱為樁側摩阻力深度效應人工挖孔稱為挖孔 灌注樁
井點排水法:基坑開挖前預先在基坑四周打入若干井管,各井管用集水管鏈接并抽水,使井管兩沉管灌注樁:采用錘擊或振動的方法把帶有鋼筋混凝土樁尖或活瓣式樁尖的鋼套管沉入土中成側一定范圍內的水位逐漸下降,保證 施工過程基坑始終保持無水狀態。孔,再灌注成樁。
1.淺基礎和深基礎的區別?
淺基礎埋入地層深度較淺,施工一般采用敞開挖基坑修筑基礎的方法,淺基礎在設計計算時可以忽略基礎側面土體對基礎的影響,基礎結構設計和施工方法
也較簡單;深基礎埋入地層較深,結構設計和施工方法較淺基礎復雜,在設計計算時需考慮基礎側面土體的影響。2.何謂剛性基礎,剛性基礎有什么特點?
當基礎圬工具有足夠的截面使材料的容許應力大于由基礎反力產生的彎曲拉應力和剪應力時,斷面不會出現裂縫,基礎內部不需配置受力鋼筋,這種基礎稱為剛性基礎。
剛性基礎的特點是穩定性好,施工簡便,能承受較大的荷載,所以只要地基強度能滿足要求,他是橋梁和涵洞等結構物首先考慮的基礎形式。
3.確定基礎埋深應考慮哪些因素?基礎埋深對地基承載力,沉降有什么影響? 1地基的地質條件,2河流的沖刷深度,3當地的凍結深度,4上部結構形式,5當地的地形條件,6保證持力層穩定所需的最小埋置深度。
基礎如果埋置在強度比較差的持力層上,使得地基承載力不夠,直接導致地基土層下沉,沉降量增加,從而影響整個地基的強度和穩定性。第二章
2-4何謂剛性角,它與什么因素有關?
懸出部分在基底反力作用下,在a-a截面所產生的彎曲拉力和剪力不超過基底圬工的強度極值。滿足上述要求時,就可以得到自墩臺身邊緣處的垂線與基底邊緣的聯線間的最大夾角稱為剛性角。它與基礎圬工的材料強度有關。
第三章
1.樁基礎的特點?適用于什么情況?
答:具有承載力高,穩定性好,沉降小而均勻,在深基礎中具有耗用材料少,施工簡便的特點。(1)荷載較大,適宜的地基持力層位置較淺或人工基礎在技術上經濟上不合理時。(2)河床沖刷較大,河道不穩定或沖刷深度不易計算正確,位于基礎或結構下面的土層有可能被侵蝕.沖刷.如采用深基礎不能保證安全時(3)當基礎計算沉降過大或建筑物對不均勻沉降敏感時,采用樁基礎穿過松軟(高壓縮)層,將荷載傳到較結實(低壓縮性)土層,以減少建筑物沉降并使沉降較均勻。(4)當建筑物承受較大的水平荷載,需要減少建筑物的水平位移和傾斜時(5)當施工水位或地下水位較高,采用其他深基礎施工不便或經濟上不合理時。(6)地震區,在可液化地基中,采用樁基礎可增加建筑物的抗震能力,樁基礎穿越可液化土層并伸入下部密實穩定土層,可消除或減輕地震對建筑物的危害。
2.柱樁與摩擦樁受力情況有什么不同?在各種情況具備時優先考慮哪種? 答:摩擦樁基樁所發揮的承載力以側摩擦力為主。柱樁基樁所發揮的承載力以樁底土層的抵抗力為主。在各種條件具備時應優先考慮柱樁,因為柱樁承載力較大,較安全可靠,基礎沉降也小。
3-4高樁承臺和低樁承臺各有哪些優缺點,它們各自適用于什么情況?
答:高樁承臺是承臺地面位于地面以上,由于承臺位置較高,在施工水位以上,可減少墩臺的圬工數量,避免或減少水下作業,施工較為方便,但穩定性低
低樁承臺是承臺的承臺底面位于地面以下,在水下施工,工作量大,但結構穩定
3-5試述單樁軸向荷載的傳遞機理?
答:單樁軸向荷載由樁側摩阻力和樁底摩阻力組成,隨著荷載增加,摩阻力隨之增加,樁身摩阻力達到極限后,荷載再增加,樁端阻力增加,當樁端阻力達到了極限,即達到了樁的極限承載力
6樁側摩阻力是如何形成的,它的分布規律是怎么樣的?
答:樁側摩阻力除與樁土間的相對位移有關,還與土的性質,樁的剛度,時間因素和土中應力狀態
以及樁的施工方法有關。樁側摩擦阻力實質上是樁側土的剪切問題。樁側土極限摩阻力值與樁側土 的剪切強度有關,隨著土的抗剪強度的增大而增大,從位移角度分析,樁的剛度對樁側摩阻力也有影響
在粘性土中的打入樁的樁側摩阻力沿深度分布的形狀近乎拋物線,在樁頂處的摩阻力等于零。
7單樁軸向容許承載力如何確定?哪幾種方法比較符合實際?
答:(1)靜載試驗法(2)經驗公式法(3)靜力觸探法(4)動測試樁法(5)靜力分析法
最符合實際的是靜載實驗法與經驗公式法。
8什么是樁的負摩阻力?它產生的條件是什么?對基樁有什么影響?
答:當樁固土體因某種原因發生下沉,其沉降變形大于樁身的沉降變形時,在樁側表面將出現向下的摩阻力
稱其為負摩阻力。樁的負摩阻力的發生將使樁側土的部分重力傳遞給樁,陰齒,負摩阻力不但不能為樁承載力 的一部分,反而變成施加在樁上的外荷載。
3-11 為什么在粘土中打樁,樁打入土中后靜置一段時間,一般承載力會增加? 答:靜置一段時間加速土排水固結,土層更加密集,樁與土之間的粘結力增加,摩擦角增加,導致剪切強度增加,樁側極限摩阻力增加,承載力增加,同時樁 底土層抗力也相應增加。
12、如何保證鉆孔灌注樁的施工質量?
根據土質、樁徑大小、入土深度和集聚設備等條件選用適當的鉆具和鉆孔方法。采用包括制備有一定要求的泥漿護壁,提高孔內泥漿水位,灌注水下混凝土等相應的施工工藝和方法,并且在施工前應做試樁以取得經驗。
13、鉆孔灌注樁成孔時,泥漿起什么作用,制備泥漿應控制哪些指標?
1、在孔內產生較大的靜水壓力,可防止坍孔。
2、泥漿向孔外土層滲漏,在鉆進過程中,由于鉆頭的活動,孔壁表面形成一層膠泥,具有護壁作用,同時將孔內外水流切斷,能穩定孔內水位。
3、泥漿相對密度大,具有挾帶鉆渣的作用,利于鉆渣的排出,此外,還有冷卻機具和切土潤滑的作用,降低鉆具磨損和發熱活動。
孔內保持一定稠度的泥漿,一般相對密度以1.1-1.3為宜,在沖擊鉆進大卵石層時可用1.4以上,粘度為20s,含砂率小于6%。在較好的粘性土層中鉆孔,也可灌入清水,使鉆孔內自造泥漿,達到固壁效果。調制泥漿的粘土塑性指數不宜小于15.3-
14、鉆孔灌注樁有哪些成孔方法,各使用什么條件?
1、旋轉鉆進成孔,適用于較細、軟的土層,在軟巖中也可以使用,成孔深度可達100米;
2、沖擊鉆進成孔,適用于含有漂卵石、大塊石的土層及巖層,也能用于其他土層,成孔深度不大于50米。
3、沖抓鉆進成孔,適用于粘性土、砂性土及夾有碎卵石的沙礫土層,成孔深度應小于30米。3-
16、從哪些方面來檢測樁基礎的質量?各有何要求?
1、樁的幾何受力條件檢驗:樁的幾何受力條件主要是指有關樁位的平面布置、樁身傾斜度、樁頂和樁底標高等,要求這些指標在容許誤差的范圍之內。
2、樁身質量檢驗:對樁的尺寸,構造及其完整性進行檢測,驗證樁的制作或成樁的質量。
3、樁身強度與單樁承載力檢驗,保證樁的完整性,檢測樁身混凝土的抗壓強度,預留試塊的抗壓強度不低于設計采用混凝土相應抗壓強度,對于水下混凝土應高于20%。第四章
1、什么是“m”法,它的理論根據是什么?此方法有什么優缺點? 假定低級系數C隨深度成正比例地增長,m稱為地基土比例系數。
m法的基本假定是認為樁側土為溫克爾離散線性彈簧,不考慮樁土之間的粘著 力和摩擦力,樁作為彈性構件考慮,當樁受到水平外
力作用后,樁土協調變形,任一深度Z處所產生的樁側土水平抗力與改點水平位移成正比,且地基系數C隨深度成正比增長。
(1)根據“m”法假定,土的彈性抗力與位移成正比,而此換算忽視了樁身位移這一重要影響因素;(2)換算土層厚Hm僅與樁徑 有關,而與地基土類、樁身材料等因素無關,顯然過于簡單。
2、地基土的水平向土抗力大小與哪些因素有關?
取決于土體性質、樁身剛度、樁的入土深度、樁的截面形狀、樁距及荷載等因素。
3、“m”法為什么要分多排樁和單排樁,彈性樁和剛性樁?
單排樁是指在于水平外力H作用面向垂直的平面上,由多根樁組成的單排樁的基礎。多排樁,指在水平外力作用平面內有一根以上 的樁的樁基礎,不能直接應用單樁形式計算樁內力的公式計算各樁頂作用力,需應用結構力學方法另行計算。當入土深度h>2.5α
時,樁的相對剛度小,必須考慮樁的實際剛度,按彈性樁來計算。當樁的入土深度h不大于2.5α時,則裝的相對剛度較大,可按 剛性樁計算。
6)承臺應進行哪些內容的驗算?
答:承臺設計包括承臺材料,形狀,高度,底面標高和平面尺寸的確定以及強度驗算。
7)什么情況下需要進行樁基礎的沉降計算,如何計算?
答:情況:超靜定結構橋梁或建于軟土,濕陷性黃土地基或沉降較大的其他土層的靜定結構橋梁墩臺的群樁基礎。
計算:根據分層總和法計算沉降量,再由公路基規規定滿足下式:s<=2.0√L,△s≤1.0√L
8)樁基礎的設計包括那些內容?通常應驗算那些內容?怎樣進行這些驗算? 答:1設計內容:樁基類型,樁長,樁徑,樁數,樁的布置,承臺位置與尺寸
2驗算內容:1單根基樁的驗算2群樁基礎承載力和沉降量的驗算3承臺強度驗算 單根樁的驗算:N +G<=K[P], 9)什么是地基系數?確定地基系數的方法有幾種?目前我國公路橋梁樁基礎設計計算時采用的是哪一種?
答:地基系數:單位面積土在彈性限度內產生單位變形時所需要的力。
方法有:“m”法,“k”法,“c”法,“常數”法。
采用“m”法。
第五章1沉井基礎和樁基礎荷載傳遞有何區別?
答:沉井基礎是依靠自身重力克服井壁摩擦力下沉至設計標高,然后經過混凝土封底并填塞井恐,使其成為橋梁墩臺或其他結構物的基礎,他是整體承受荷載。在樁基礎是由樁頂豎向荷載傳遞給側面土及底層土及底層土發生位移或形變產生樁側摩阻力和樁底摩阻力。2 沉井基礎有什么特點?
答:埋置深度可以很大,整體性強,穩定性好,有較大的承載面積,能承受較大的垂直荷載和水平荷載,沉井既是基礎又是施工時的檔土墻和擋土圍堰結構物,施工工藝并不負雜,因此在橋梁工程中得到較廣泛的應用。同時,沉井施工時對鄰近建筑物形象較小且內部空間可以利用,因而常用作工業建筑物尤其是軟土中地下建筑物的基礎,也常用作豎井和地下油庫等。簡述沉井按立面的分類以及各自的特點? 答:主要有豎直式,傾斜式及臺階式等。
豎直式沉井在下沉過程中不易傾斜,井壁接長較簡單,模板可重復使用。傾斜式及臺階式井壁可以減小土與井壁的摩阻力,其缺點是施工較復雜,消耗模板多,同時沉井下沉工程中容易發生傾斜。4 沉井在施工中會出現哪些問題,應如何處理? 答:1 沉井發生傾斜和偏移
傾斜:在沉井高的一側集中挖土,在低的一側回填砂石,在沉井高的一側加重物或用高壓射水沖松土層,必要時可在沉井頂面施加水平力扶正。
偏移:先使沉井傾斜,然后均勻除土,使沉井底中心線下沉至設計中心線后,再進行糾偏。沉井下沉困難
增加沉井自重:可提前澆筑上一節沉井,以增加沉井自重,或在沉井頂上壓重物迫使沉井下沉,對不排水下沉的沉井,可以抽出井內的水以增加沉井自重,用這種方法要保證土不會產生流砂現象。
減小沉井外壁的摩阻力:可以將沉井設計成梯形,鐘形,或在施工中盡量使外壁光滑,也可在井壁內埋置設高壓射水管組,;利用高壓水流沖松井壁附近的土,且水流沿井壁上升而潤滑井壁,使沉井摩阻力減小。
5泥漿潤滑套的作用和特點?
泥漿潤滑套是把配置的泥漿灌注在沉井井壁周圍,形成井壁和泥漿接觸。主要包括射口擋板,地表圍圈及其壓漿管。射口擋板作用是防止泥漿管射出的泥漿直沖土壁而起到緩沖作用,防止土壁局部坍落堵塞射漿口。地表圍圈作用是沉井下沉時防止土壁坍落。保持一定數量的泥漿儲存量以保證在沉井下沉過程中泥漿補充到新造成的空隙內,通過泥漿在圍圈內地流動,調整各壓漿管出漿的不平衡。壓漿根據井壁的厚度有內管法和外管法2種。厚壁沉井采用內管法,薄壁采用外管法。泥漿潤滑套采用的泥漿可有效提高沉井下沉的施工效率,減少井壁的坯土數量,加大了沉井的下沉深度。施工中沉井穩定性好。6沉井基礎的設計計算包括那些內容?
(1)非巖石地基上沉井基礎計算(2)基底嵌入基巖內地計算方法(3)墩臺頂面 水平位移的計算(4)驗算 沉井基礎基底應力驗算的基本原理是什么?
計算出來的最大應力不應超過沉井底面處土地允許壓應力 8 沉井結構計算有哪些內容?
(1)沉井自重下沉驗算(2)第一節沉井的豎向撓曲驗算(3)沉井刃腳變力計算(4)井壁受力計算(5)混凝土封頂及其井蓋計算 10 簡述沉井刃腳內力分析的主要內容?
(1)刃腳向外撓曲的內力計算。刃腳切入土中一定深度,由于沉井自重作用,在刃腳斜面產生土地抵抗力,使刃腳向外撓曲。這種最不利情況是刃腳斜面上土的抵抗力最大,而井壁外地土壓力和水壓力最小時,根據沉井的構造,土層情況及其施工感情抗分析確定。(2)刃腳向內撓曲的內力計算。計算刃腳想內撓曲的最不利情況是沉井已經下沉到設計標高,刃腳下的土已經挖空而尚未澆筑封底混凝土,此時將刃腳作為根部固定在井壁的懸臂梁,計算最大的向內彎 矩。第六章
6-1 工程中常采用的地基處理方法可分幾類?概述各類地基處理方法的特點,適用條件和優缺點。
答:物理處理:置換、排水、擠密、加筋 化學處理:攪拌、灌漿 熱學處理:熱加固、凍結(見P202大表)
6-3 試說明砂樁、振沖樁對不同土質的加固機理和設計方法,它們的適用條件和范圍?
答:砂樁:加固機理
對松散的沙土層,砂樁的加固機理有擠密作用、排水加
壓作用,對于松軟粘性土地基中,主要通過樁體的置換和排水作用加速樁間土的排水固結,并形成復合地基,提高地基的承載力和穩定性,改善地基土的力學性質。
設計方法:1.砂土加固范圍的確定
2.所需砂樁的面積A1 3.砂樁根數
4.砂樁的布置及其間距
5.砂樁長度
6.砂樁的灌砂量
振沖樁:加固機理
1、對砂類土地基
振動力除直接將砂層擠密壓實外,還向飽和砂土傳播加速度,因此在振動器周圍一定范圍內砂土產生振動液化。
2、對粘性土地基
軟粘土透水性很低,振動力并不能使飽和土中孔隙水迅速排除而減小孔隙比,振動力主要是把添加料振密并擠壓到周圍粘土中去形成粗大密實的樁柱,樁柱與軟粘土組成復合地基。
設計方法:振沖樁加固砂類土的設計計算,類似于擠密砂樁的計算,即根據地基土振沖擠密前后孔隙比進行;對粘性土地基應按照復合地基理論進行,另外也可通過現場試驗取得各項參數。
6-4強夯法和重錘夯實法的加固機理有何不同?使用強夯法加固地基應注意什么問題?
答: 強夯法也稱為動力固結法,是一種將較大的重錘從6-20米高出自由下落,對較厚的軟土層進行強力夯實的地基處理方法,土體在夯擊能量作用下產生孔隙水壓力是土體結構被破壞,土粒間出現裂隙,形成排水通道,滲透性改變,隨著孔隙水壓力的消散土開始密實,抗剪強度,變形模量增大。而重錘夯實法是應用起重機將重錘提到一定高度然后自由落下,重復夯擊地基,使得表層夯擊密實而提高強度。
使用強夯法夯擊地基應注意;1,施工前,應進行原位試驗,取原狀土測
出相關數據
2,施工過程還應對現場地基土層進行一系列對比觀測。3,減少在建筑物和人口密集處使用。
6-5 選用砂井,袋裝砂井和塑料排水板時的區別是什么?
答:用砂井法處理軟土地基,不能保持砂井在軟土中排水通道的暢通,影響加固效果。
袋裝砂井預壓法與砂井比較優點是:施工工藝和機具簡單、用砂量少;間距較小,排水
固結效率高,井頸小,成孔時對軟土擾動也小,有利于地基土的穩定及其連續性。
塑料板與砂井比較優點是:1.塑料板由工廠生產,材料質地均勻可靠,排水效果穩定;2.塑料板質量輕,便于施工操作;3.施工機械輕便,能在超軟弱的地基上施工;施工速度
快,工程費用低。
6-7 擠密砂樁和排水砂井的作用有何不同?
答:擠密砂樁主要通過樁體的置換和排水作用加速樁間土的排水固結,形成復體地基,提高地基承載力.排水砂井的作用排水固結。6-8 土工合成材料的作用是什么?
答:不同的土工合成材料有不同的作用,其主要作用有隔離,加筋,反濾,排水,防滲,防護.用土工合成材料代替砂石做反濾層,能起到排水反濾的作用.當土地工合成材料用作土體加筋時,其基本作用是給土體提供抗拉強度.
第四篇:日本橋梁的防固和抗震技術
日本橋梁的防固和抗震技術
日本是亞洲經濟發達國家,由于其國土小,山地多,又處于地震活動帶,對其國內橋梁設施技術要求很高,這也推動了其建橋工程技術的發展。而我國隨著改革開放以來大量基礎設施建設的上馬,今后20~30年,將面臨大量危舊橋,在此,我們僅向各界人士介紹一下日本的建橋及抗震技術,以供借鑒。
技術世界領先
日本高速公路、輪軌交通、快速鐵路和城市立交都是高架橋梁,跨海灣的橋梁都是特大型橋,橋型多種多樣,外型豐富多彩。日本的橋梁施工技術和使用要求都很高,鋼材質量好,鋼橋采用鋅噴涂方法,防銹技術已達到20年不脫落。全日本共有橋梁13萬座,其中鋼橋居多,約占41%;預應力砼橋占34.8%;砼橋占19.8%,大多數是70年代以后修建的。
明石大橋、獺戶大橋是聯結本州島和四國之間的高速公路上的兩座特大橋梁。前者跨越明石海峽,跨徑2990米,為世界第一;后者是跨越獺戶內海的大橋,由三座吊橋、兩座斜張橋、一座橫架橋組成,全長9367米,是雙層橋梁,吊橋最大主跨1100米,在雙層橋中也屬世界第一。明石大橋寬35米,塔高282米,基礎水深60米,最大水深160米,風速80米/秒,地震力按100年周期8.5級設計。橋梁建造采用了先進的海底掘挖、沉箱灌注砼基礎、高精度的塔架安裝(每段焊接誤差0.04m2),用直升機架設索道及加勁梁等施工工藝。
加強橋梁防固
日本建筑界人士預測到下世紀30年代就有一半的橋梁進入老化,因此在設計橋梁時,不僅考慮初期的建造費用,而且還考慮到遠期改建、拓寬、增加車速、提高標準的費用和養護費用等問題,使總的成本減少。日本很重視橋梁優質耐久性和延緩老朽化的研究,分門別類地研究了鋼結合梁的涂料、砼橋面板的防水、伸縮縫的設置,防護欄桿的構造、支座形成的選取等各個方面。針對城市、山區、沿海等地區采用不同的對策,要求延長橋梁使用壽命。另外,他們還注重橋梁的裝修,把裝修和防銹、隔音、防污染等功能結合起來,達到雙重目的。如選用白、米黃、淺綠色的防銹基料;在橋體側面及底面安裝防污的金屬飾板;隔音墻為透明的或半透明的,能透過視線,不顯壓抑;泄水管集中設在墩中心;天橋地道普遍用不銹鋼欄桿;鋪砌地面的花崗巖、彩磚色彩和周圍建筑物一致。
修復進程迅速
日本是個多地震的國家,6~7級地震多次發生,在抗震的理論和實踐上較有經驗。
1995年1月,神戶兵庫縣南部發生了7.2級的大地震,對日本影響很大,震區沿海岸線的阪神高速公路遭到嚴重破壞,導致交通中斷。道路和橋梁損壞很重,全長200公里的13條路線都遭到破壞;有26萬幢房屋損壞,7萬人無家可歸,6400人喪生,直接和間接經濟損失達1000億美元。地震過后,阪神高速公路公團立即著手處理災害事務及恢復工作。從地震發生起3個月內確定修復方案,原計劃用兩年時間,實際只用了1年零8個月,主要干線道路全部修復通車。修復的辦法有:①鋼筋砼墩柱:主筋直通墩頂,加密加粗箍筋或用鋼板外包;②鋼制墩柱:鋼管中填砼及增加縱向筋;③增加防落梁措施:增強梁與柱、梁與梁之間的聯系,并設置雙重防落(水平和垂直方向)梁;④減輕上部結構重量,將上部砼橋面板改為鋼橋面板;⑤簡支梁改為連續或多跨梁支梁梁體聯接。橋梁基礎的震災檢查方法有四種,即直接法(挖土、肉眼看)、間接法(鉆孔、照相)、反應波速法和作荷載試驗法,用柱身壓漿、灌漿及加柱增強基礎等辦法進行加固。
強化抗震技術
大地震中橋梁不受損壞是不可能的,橋梁抗震設計的目的是要使墩臺不倒塌、不落梁,便于搶險救災和減少災區損失,橋梁修復加固要達到能夠承受相同等級的地震標準。
日本高架橋中的多層橋多(一般3至4層,有的5層以上)、高橋多(高度有的達50米以上),為地震時避免直接和間接次生災害影響,作了抗震考慮。其抗震的等級都比較高,水平地震荷載系數取0.2~0.33g。對大跨徑的橋梁(如吊橋、斜張橋)進行了特殊的動力分析,如地震時程分析、耐風振的模型實驗等等,確保安全暢通。
第五篇:抗震考試資料
1、2、3、根據地震的成因可分為那些內型? 構造地震、火山地震、陷落地震、誘發地震 地震波包括哪幾種,及波的特點。體波:在地球內部傳播的地震波,縱波和橫波。面波:沿地表或地殼不同地質層界面傳播的地震波,震級與烈度的概念。震級與烈度的概念?
震級是反映一次地震本身強弱程度和大小的尺度,是一種定量指標。
地震烈度是指某一地區地面和各類建筑物遭受一次地震影響的強弱程度,是衡量地震后因其后果的一種指標。
抗震設防烈度:一個地區作為抗震設防依據的地震烈度,應按國家規定權限審批或頒發的文件(圖件)執行。
4、為什么要設計地震分組?
各地的地震不同,各建筑對應場地也不同,所以地震作用力也不同,就需進行分組
5、什么是建筑的抗震的概念設計,既包括哪些方面?
指根據地震災害和工程經驗等所形成的基本設計原則和設計思想,進行建筑和結構的總體布置并確定細部構造的過程。注意場地選擇和地基基礎設計,把握建筑結構的規則性,選擇合理抗震結構體系,合理利用結構延性重視非結構延性,確保材料和施工質量6、7、什么是地震的作用效應? 就是指地震作用在結構中所產生的內力變形,主要有彎矩、剪力、軸向力和位移等 使用底部剪力法的三個條件是什么?
①
②
③8、9、底部剪力法的對于高度不超過40m以剪切變形為主且質量和剛度沿高度分布比較均勻的結構 以及近似于單質點的體系當建筑物有突出屋面的小建筑如屋頂間、女兒墻等時,由該部分的質量和剛度突然變小,地震時將產生鞭端效應,使得突出屋面小建筑的地震反應特別強烈。怎樣確定結構的薄弱層?
對于ζ沿高度分布均勻的結構,薄弱層可取在底層,對于ζ沿高度分布不均勻的結構,薄弱層可取在ζ為最小的樓層部位和相對較小的樓層,一般不超過2~3處;對
于單層廠房。
10、什么是強柱弱梁、實際是怎么考慮?
強柱弱梁:原則:框架柱端的抗彎承載力大于框架梁的抗彎承載力,要使梁端首先屈服形成塑性鉸消耗地震能量,而柱在較長時間里基本處于彈性狀態。
調整方法:人為地將同一節點處柱端在地震作用組合下的彎矩設計值調整為略大于梁端的彎矩設計值或抗彎能力。
強剪弱彎:原則:框架梁和柱的抗剪承載力大于抗彎承載力。防止地震時構件在受彎屈服前發生剪切破壞
調整方法:人為地將同一桿件在地震作用組合下的剪力設計值調整為略大于按桿端彎矩設計值及梁上荷載反算出的剪力值
強節點強錨固原則:使節點有足夠的承載能力
11、分層法使用的條件,及其使用的步驟?
②每層梁上的豎向荷載僅對每層梁及本層梁相連得柱的內力產生影響,對其它層梁柱則忽略不計
③忽略梁柱軸向變形及剪切變形
步驟;①把多層框架分成層框架
②對出底層外的其他各層柱的線剛度乘以0.9的折減系數
③用力矩分配發計算各單層框架的彎矩、按無側移框架考慮、除底層柱外的其余各層住的彎矩傳遞系數都取為2/3
④疊加單層的彎矩、從而得到整體框架的彎矩
⑤根據構建平衡條件可得跨中彎矩和制作剪力、柱端剪力和軸力12、13、什么是建筑的重力荷載? 構造柱、圈梁在抗震中的作用? 結構或構件永久荷載標準值與有關可變荷載的組合值之和.鋼筋混凝土圈梁(ring beam)在砌體結構抗震中可以發揮重要作用。圈梁可以將房屋的縱橫墻連接起來,增強了房屋的整體性和墻體的穩定性;圈梁與構造柱的聯合作用,可
以有效地約束墻體裂縫的開展,從而提高墻體的抗震能力;圈梁還可以有效地抵抗由于地震或其他原因引起的地基不均勻沉降對房屋造成的不利影響。
在墻體中設置了構造柱,可以部分的提高墻體的抗剪強度,一般可提高10%~30%左右;構造柱對砌體起約束作用,提高其變形能力;構造柱與圈梁所形成的約束體系可以有
效地限制墻體的散落,增強了房屋在地震時的抗倒塌能力。
14、為什么要限制框架柱的軸壓比?
軸壓比大小是影響柱破壞形態和變形性能的重要因素,受壓構件延性隨軸壓比增加而減小,為保證延性框架結構的實現,應限制柱的軸壓比
15、限制高寬比目的是什么?高寬比是對結構剛度、整體穩定、承載能力和經濟合理性的宏觀控制。應避免高寬比過大造成的結構剛度不足、側移過大,增強結構抗傾覆的穩
定性
16、什么是三水準設防目標和兩階段設計方法?
第一水準:當遭受低于本地區設防烈度的多遇地震影響時,建筑物一般不受損壞或不需修理仍可繼續使用;
第二水準:當遭受相當與本地區設防烈度的地震影響時,建筑物可能損壞,但經一 般修理即可恢復正常使用;
第三水準:當遭遇高于本地區設防烈度的罕遇地震影響時,建筑物不致倒塌或危及生命安全的嚴重破壞。
第一階段是在方案布置符合抗震設計原則的前提下,按與基本烈度相對應的眾值烈度的地震動參數,用彈性反應譜求得結構在彈性狀態下的地震作用效應,然后與其他荷載效應組合,并對結構構件進行承載力驗算和變形驗算,保證第一水準下必要的承載力可靠度,滿足第二水準烈度的設防要求(損壞可修),通過概念設計和構造措施來滿足第三水準的設防要求; 對于少數結構,如有特殊要求的建筑,還要進行第二階段設計,即按與基本烈度相對應的罕遇烈度的地震動參數進行結構彈塑性層間變形驗算,以保證其滿足第三水準的設防要求。
17、簡述框架節點抗震設計的基本原則。
(1)節點的承載力不應低于其連接構件的承載力;
(2)多遇地震時節點應在彈性范圍內工作;
(3)罕遇地震時節點承載力的降低不得危及豎向荷載的傳遞;
(4)梁柱縱筋在節點區內應有可靠的錨固;
(5)節點配筋不應使施工過分困難。
18、鋼筋混凝土的震害情況?
(1)共振效應引起的震害;(2)結構布置不合理引起的震害;(3)柱、梁和節點的震害;(4).填充墻的震害;(5)抗震墻的震害。
19、限制抗震橫墻的間距的目的是什么?
答:(1)橫墻間距過大,會使橫墻抗震能力減弱,橫墻間距應能滿足抗震承載力的要求。
(2)橫墻間距過大,會使縱墻側向支撐減少,房屋整體性降低
(3)橫墻間距過大,會使樓蓋水平剛度不足而發生過大的平面內變形,從而不能有效地將水平地震作用均勻傳遞給各抗側力構件,這將使縱墻先發生出平面的過大彎曲變
形而導致破壞,即橫墻間距應能保證樓蓋傳遞水平地震作用所需的剛度要求。
2、場地類別根據等效剪切波波速和場地覆土層厚度共劃分為IV類。
5、鋼筋混凝土房屋應根據烈度、建筑物的類型和高度采用不同的抗震等級,并應符合相應的計算和構造措施要求。
6、地震系數k表示地面運動的最大加速度與重力加速度之比;動力系數B是單質點 最大絕對加速度 與地面最大加速度的比值。
7、在振型分解反應譜法中,根據統計和地震資料分析,對于各振型所產生的地震作用效應,可近似地采用平方和開平方的組合方法來確定。
二、名詞解釋(每小題3分,共15分)
3、反應譜:地震動反應譜是指單自由度彈性體系在一定的地震動作用和阻尼比下,最大地震反應與結構自振周期的關系曲線。
三 簡答題(每小題6分,共30分)
1.簡述地基液化的概念及其影響因素。
地震時飽和粉土和砂土顆粒在振動結構趨于壓密,顆粒間孔隙水壓力急劇增加,當其上升至與土顆粒所受正壓應力接近或相等時,土顆粒間因摩擦產生的抗剪能力消失,土顆
粒像液體一樣處于懸浮狀態,形成液化現象。其影響因素主要包括土質的地質年代、土的密實度和黏粒含量、土層埋深和地下水位深度、地震烈度和持續時間
5.結構隔震為什么能非常有效的減少結構地震反應?
結構隔震通過設置隔震層,延長結構周期,增加結構阻尼,大大減少結構加速度反應,同時使結構位移集中于隔震層,上部結構相對位移很小,地震中基本處于彈性工作狀態,大大減小結構地震反應。條件;①忽略豎向荷載作用下的側移引起的彎矩什么是鞭端效應?(設計時是怎么考慮這樣效應的)