1、课后习题答案（仅供参考）第一章1.1 答： （1）该市属于5 区。（2）路面底至地下水位的高度 H=(1.9+0.2)m（假设学号 20）（3）查表 1.5 得黏性土路基的临界高度 H1 应为 1.0-1.1（4）由表 1.4，可知路基干湿类型。1.2 答：iiciii=LPW8cii=1cWLPI把液限含水率 42%，塑性指数 35 带入得：c=0.75路段属于潮湿路段。1.3 答： （1）面层面层是直接承受行车及自然因素作用的结构层，承受着较大的行车荷载，同时还受到降雨浸蚀和气温变化的影响，因此要求具有较高的结构强度、抗变形能力、较好的水温稳定性，且耐磨和抗滑。（2）基层基层主要承受由面层
2、传来的车辆荷载，并将荷载扩散至下面的垫层和土基中，因此要求其具有足够的强度和刚度、良好的扩散应力的能力和水稳定性，且要求平整度好，以保证面层良好的工作性能。（3）垫层为保证面层和基层的强度、刚度和稳定性不受土基水温状况变化造成的不良影响，必要时应设置垫层。垫层介于土基与基层之间，其功能是改善土基的水、温状况，将基层传下的应力扩散，阻止路基土挤入基层。（4）路拱为及时排出雨水，减少雨水对路面的浸润和渗透而减弱路面结构强度，路面表面需做成直线形或抛物线形的路拱。对于高等级路面，平整度水稳性好，常采用直线型或较小坡度。对于低等级路面，一般采用抛物线形且横坡度较大。1.4 答：道路上行驶的汽车轴载与通
3、行次数可以按照等效原则换算为某一标准轴载的当量通行次数，我国水泥混凝土路面设计规范和沥青路面设计规范均选用双轮组单轴轴载 100 kN 作为标准轴载。轴载谱各种轴载的作用次数进行等效换算的原则是，同一种路面结构在不同轴载作用下达到相同的损伤程度。通过室内或道路现场的重复作用试验，可以建立荷载量级同达到相同程度损伤的作用次数之间的关系。依据这一关系，可以推算出不同轴载的作用次数等效换算成标准轴载当量作用次数的轴载换算系数公式： nsiiis=NP式中 ii 级轴载换算为标准轴载的换算系数；Ps标准轴载重，kN；Ns标准轴载作用次数；Pii 级轴载重， kN；Nii 级轴载作用次数；反映轴型（单轴
4、、双轴或三轴）和轮组轮胎数（单轮或双轮）影响的系数；n同路面结构特性有关的系数。第二章2.1 答：选择路基断面形式，确定路基宽度与路基高度。选择路堤填料与压实标准。确定边坡形状与坡度。路基排水系统布置和排水结构设计。坡面防护与加固设计。附属设施设计。2.2 答：路堤沉陷：填料选择不当、压实不足、填筑方法不合理、原地面软弱。路基边坡破坏（滑坡）：原地面光滑、坡脚无支撑、水的浸蚀。碎落和崩塌：自然因素作用。路基沿山坡滑动：浸水形成滑动面，坡脚无支撑。不良地质水文条件造成的路基破坏：自然灾害。2.3 答：在路基某一深度 处，当车轮荷载引起的垂直应力 与路基土自重引起的垂直BZZ应力 相比所占比例很小
5、，仅为 1/101/5 时，该深度 范围内的路基称为路基工作区。B B强度指标：土基回弹模量 E、地基反应模量 K、加州承载比 CBR。2.4 答：由于浸水路基存在水的压力，因而需进行渗透动水压力的计算。2.5 答：已知 ， ，02.5043819eah50.7ftg45代入公式 min0022()csKafctaf得 in 2.438.71.438(.70)1.2981.25所以边坡稳定代入公式 求得滑动面倾角00(cs)aarctgf0 .438(55)7t 53.3336.6722.6 答：（一）用圆弧滑动面条分法计算：（1）根据相关规范： B(1)2.8190.65Nbmdm行车荷载换
6、算高度： 03.5.6QhL（2）用 4.5H 法确定圆心辅助线。将坡脚跟荷载顶面连成一直线，根据该连线的坡比，利用插入法，查得辅助角为 ，滑动曲线圆心即在 MO 的延长线上。129,1（3）绘出不同位置的过坡脚的滑动曲线，分别试算。（4）计算数据表如下圆弧条分法验算边坡稳定性计算表土条号土块面积/m2土条重Q/mg x/m sin Qsin/mg Qcos/mg Qcostan/mg l 总和 cl1 4.72 90.624 44.07 0.806 72.999 53.701 17.448 2 13.48 258.816 41.43 0.757 195.992 169.035 54.923
7、3 23.28 446.976 38.2 0.698 312.091 319.980 103.968 4 26.84 515.328 34.38 0.628 323.834 400.867 130.250 5 27.78 533.376 30.55 0.558 297.837 442.474 143.769 6 27.67 531.264 26.73 0.489 259.563 463.539 150.613 7 26.77 513.984 22.9 0.419 215.139 466.792 151.670 8 24.25 465.6 19.08 0.349 162.377 436.368
8、141.785 9 21.15 406.08 15.25 0.279 113.192 389.985 126.714 10 16.29 312.768 11.43 0.209 65.343 305.866 99.382 11 10.5 201.6 7.6 0.139 28.005 199.645 64.869 12 3.68 70.656 3.78 0.069 4.882 70.487 22.903 0.01745*54.71*54.09=51.6451.641*42=2169总和： 2051.254 3718.739 1208.292 （5）计算稳定系数： 11208.961.554fNcl
9、KTA（6）用同样的方法可以求得另外一条滑动曲线的稳定系数：圆弧条分法验算边坡稳定性计算表土条号 土块面积 土条重 Q x sin Qsin Qcos Qcostan l 总和 cl1 7.3 140.16 39.46 0.721 101.091 97.084 31.545 2 20.32 390.144 36.45 0.666 259.930 290.945 94.534 3 30.69 589.248 33.45 0.611 360.270 466.282 151.504 4 38.81 745.152 30.58 0.559 416.501 617.882 200.762 5 44.96
10、 863.232 27.83 0.509 439.111 743.203 241.481 0.01745*46.45*47.13+0.01745*46.45*29.43=62.0542*38.2+30*23.85=2319.96 61.64 1183.49 24.54 0.449 530.850 1057.753 343.685 7 60.53 1162.18 20.71 0.379 439.932 1075.692 349.513 8 57.02 1094.78 16.89 0.309 337.980 1041.308 338.341 9 52.89+0.05 1016.36 13.06 0
11、.239 242.619 986.980 320.689 10 46.05+2.12 921.26 9.24 0.169 155.592 908.026 295.036 11 37.40+4.47 796.305 5.41 0.099 78.743 792.402 257.467 12 29.49+5.58 663.858 1.59 0.029 19.293 663.578 215.609 13 20.94+5.47 497.773 -2.24 -0.041 -20.380 497.356 161.601 14 12.53+4.15 313.201 -6.06 -0.111 -34.692 3
12、11.274 101.139 15 4.19+1.58 108.098 -9.89 -0.181 -19.541 106.317 34.545 总和： 3307.298 9656.082 3137.451 2317.4529.16508fNclKTA比较 K1 与 K2,都小于最小稳定系数 1.25，因此边坡稳定。（二）简化 Bishop 方法计算：（1）滑动面曲线位于路堤堤身内，计算结果如下表：简化的 Bishop 方法验算边坡稳定性计算表 imcosiiiWtglm土条号 弧长l土条重 W 度数 Wsin Wtan cosiilF=1.2 F=2.0 F=2.1 Fs=1.2 Fs=2.0
13、 Fs=2.11 5.43 143.42 33.73 0.617 36.69 179.43 0.95 0.89 0.88 226.48 243.52 244.842 3.76 355.20 30.8 0.563 95.39 130.40 0.98 0.92 0.91 230.65 245.97 247.143 3.76 489.02 28.16 0.515 136.23 135.27 1.00 0.94 0.94 272.39 288.53 289.764 4.59 724.42 24.93 0.456 209.52 171.65 1.01 0.96 0.96 376.09 395.34 39
14、6.795 4.59 730.94 21.11 0.386 219.11 177.91 1.03 0.99 0.98 386.56 402.96 404.186 4.17 686.21 17.28 0.316 211.55 166.33 1.03 1.00 1.00 365.34 377.84 378.767 4.17 622.66 13.46 0.246 196.09 169.92 1.04 1.01 1.01 353.34 362.67 363.358 3.76 543.17 9.63 0.176 173.73 155.31 1.03 1.01 1.01 318.83 324.83 325
15、.269 3.76 431.23 5.81 0.106 139.32 156.88 1.02 1.01 1.01 289.52 292.81 293.0510 3.76 304.32 1.98 0.036 98.81 157.67 1.01 1.01 1.00 254.16 255.16 255.2311 3.76 140.93 -1.84 -0.034 45.76 157.69 0.99 0.99 0.99 205.44 204.69 204.6312 1.25 7.68 -4.3 -0.079 2.49 52.43 0.98 0.98 0.98 56.29 55.80 55.77合计 16
16、69.232 3335.089 3450.10 3458.7621 2 335.093450.1458.76., 2., 2.1626919S S SFFF故滑动面的稳定系数为 2.1，大于 1.35，故边坡稳定。（2）滑动面曲线位于坡脚外侧，计算结果如下表：简化的 Bishop 方法验算边坡稳定性计算表 imcosiiiWtglm土条号 弧长l土条重W 度数 Wsin WtancosiilFs=1.2 Fs=1.54 Fs=1.58 Fs=1.2 Fs=1.54 Fs=1.581 3.90 83.33 54.33 67.695 15.79 95.49 0.80 0.75 0.75 138.5
17、6 147.48 148.332 3.90 305.66 50.114 234.544 63.69 105.01 0.85 0.81 0.80 198.70 208.92 211.123 3.90 454.66 46.063 327.401 102.5 113.63 0.89 0.85 0.84 243.16 254.31 256.704 5.01 705.79 41.462 467.318 171.86 157.78 0.93 0.89 0.89 354.96 369.21 372.245 5.01 753.02 36.396 446.812 196.95 169.48 0.97 0.93
18、0.93 379.48 392.54 395.306 4.46 752.06 31.653 394.665 208.01 159.31 0.99 0.96 0.96 369.79 380.68 382.967 4.46 735.36 27.13 335.335 212.64 166.56 1.01 0.99 0.98 374.17 383.52 385.478 3.90 705.79 22.795 273.447 211.41 150.97 1.03 1.01 1.00 352.92 360.29 361.819 3.90 646.27 18.583 205.948 199.04 155.22
19、 1.03 1.02 1.01 342.56 348.37 349.5810 1.11 577.59 15.89 158.138 180.50 145.0 1.04 1.02 1.02 217.68 220.84 221.4911 5.01 579.82 10.447 105.138 185.27 147.90 1.03 1.02 1.02 379.97 383.62 384.3712 6.68 435.29 3.6542 27.743 141.15 200.11 1.02 1.01 1.01 414.99 416.40 416.6913 3.90 127.75 -1.677 -3.738 4
20、1.49 116.92 0.99 0.99 0.99 206.91 206.58 206.5114 3.90 112.525 -5.315 -10.424 36.40 116.47 0.97 0.98 0.98 205.50 204.44 204.2315 3.90 80.15 -9.257 -12.893 25.70 115.45 0.94 0.95 0.95 198.56 196.75 196.3816 3.90 29.75 -13.24 -6.815 9.41 113.86 0.91 0.92 0.93 185.23 182.74 182.2417 2.79 354.2 13.857 8
21、4.830 111.74 81.12 1.04 1.02 1.02 217.53 220.29 220.85总计 3095.143 4780.65 4876.97 4896.281 2 34780.654876.94896.21., 1.5, 1.58393003S S SFFF故滑动面的稳定系数为 1.58，大于 1.35，故边坡稳定。（3）滑动面曲线通过坡脚时，计算结果如下表简化的 Bishop 方法验算边坡稳定性计算表 imcosiiiWtglm土条号 弧长l土条重 W 度数 Wsin Wtan cosiilFs=1.2 Fs=1.50 Fs=1.54 Fs=1.2 Fs=1.50 Fs
22、=1.541 0.08 90.62 53.661 72.999 17.45 108.93 0.81 0.77 0.76 155.89 164.76 165.742 0.07 258.82 49.224 195.992 54.92 105.05 0.86 0.82 0.81 186.42 195.77 196.803 0.1 446.98 44.285 312.091 103.97 164.50 0.90 0.87 0.86 296.67 309.60 311.014 0.09 515.33 38.932 323.834 130.25 160.87 0.95 0.91 0.91 307.08 3
23、18.51 319.755 0.08 533.38 33.945 297.837 143.77 152.50 0.98 0.95 0.95 302.07 311.68 312.726 0.08 531.26 29.247 259.563 150.61 160.39 1.00 0.98 0.98 309.52 317.89 318.787 0.08 513.98 24.744 215.139 151.67 166.95 1.02 1.00 1.00 311.91 318.98 319.748 0.07 465.60 20.411 162.377 141.78 150.75 1.03 1.01 1
24、.01 283.56 288.85 289.419 0.07 406.08 16.185 113.192 126.71 154.47 1.04 1.02 1.02 271.46 275.47 275.9010 0.07 312.77 12.059 65.343 99.38 157.30 1.03 1.02 1.02 248.12 250.86 251.1511 0.07 201.60 7.985 28.005 64.87 159.29 1.03 1.02 1.02 218.07 219.68 219.8412 0.07 70.66 3.9618 4.882 22.90 160.46 1.02
25、1.01 1.01 180.42 181.09 181.16总计 2051.254 3071.173 3153.14 3161.9871 2 3307. 315.416.9871.50, ., .5424 20S S SFFF故滑动面的稳定系数为 1.54，大于 1.35，故边坡稳定。2.7 答：已知，长度取 1m， KN ; KN ; 1020Q270154QKN ; ; 318420368Q.45ftg1.K剩余下滑力方法验算稳定性： 1111sin(cos)EtlK 203203.450).5 -2.3520 7941.无剩余下滑力，不计入下一块的计算2222sin(cos)EQtglK
26、 540540.45107)1. 381.78193.44188.343233233sincos()cosin()EQEtgclK 1680158.40680158.4s0.512.25 1115.571569.56 453.990最后一块的剩余下滑力小于 0，故边坡稳定。不平衡推力法验算稳定性： 1111sincos203(05230.45)7.941QQSSEWltgF 222211sincosQQSEWltgEF其中 1 0.6co5in.9SStgF解得： 2 23.8174.47.SSEF33332sincosQQSWltgE其中 2 0.5co0in.86SStFF解得： 3 23
27、3.7.416.78SSSE令 ，即: 30232.6.5. 0SSSFF采用迭代试算法,取2.7.43.61.8SSS试算取 1.3，代入上式得： =1.67，继续代入上式中得： =1.680SFSF2SF与 几乎相等，试算得到 取 1.671.3（规范中推荐的稳定安全系数），故边坡是12稳定的。第三章3.1 答：路基防护与加固工程，按其作用不同，可以分为坡面防护、冲刷防护和支挡构造物三大类。一般将防止冲刷和风化、主要起隔离作用的措施称为防护工程；将防止路基或山体因重力作用而坍滑，主要起支撑作用的支挡结构物称为加固工程。植物防护：植草或喷播植草、铺草皮、种植灌木、喷混植生；工程防护：喷护、挂
28、网喷护、干砌片石护坡、浆砌片石护坡、护面墙；冲刷防护：植物防护、砌石或混凝土护坡、土工织物软体沉排、石笼防护、浸水挡土墙、护坦防护、抛石防护、排桩防护。3.2 答：1）墙身（1）墙背挡土墙靠近回填土的一面称为墙背，根据墙背倾斜方向的不同，墙身断面形式可分为仰斜、垂直、俯斜、凸型折线式、衡重式等，石砌挡土墙断面形式图其中，仰斜墙背所受土压力最小，垂直墙背次之。对仰斜式挡土墙而言，墙背越缓，所受土压力越小，但施工越困难，一般控制墙背坡率小于 10.25（14）。因此，仰斜式墙身断面较经济，用作路堑墙时，墙背与开挖的边坡较贴合。但当地面横坡较陡时，采用仰斜式墙背会使墙高增加，断面增大。衡重式挡土墙示
29、意图而俯斜式墙背所受压力较大，因此墙身断面比仰斜式要大，但当地面横坡较陡时，俯斜式挡土墙可采用陡直的墙面（10.1510.4），从而减少墙高。减缓俯斜式墙背的坡度对施工有利，但所受土压力随之增加，致使 断面增大，因此墙背不宜过缓，通常控制坡率小于 10.4（2148）。对于凸型折线式墙背，下部俯斜、上部仰斜，故断面较经济。衡重式挡土墙形式，其墙面坡通常采用 10.05，上墙墙背俯斜坡比为10.250.45，下墙墙背仰斜坡比为 10.25。上下墙的高度比采用 23，衡重台宽度通过计算、验算确定。（2）墙面墙面一般为平面，除其坡度与墙背坡度协调外，还应考虑墙趾处地面横坡度。当地面较陡时，墙面可直立
30、或外斜 10.0510.2；当地面较缓时，墙面可放缓，一般为 10.210.35，但不宜缓于 10.4，以免过多增加墙高。（3）墙顶墙顶最小宽度，浆砌挡土墙不小于 50 cm，干砌不小于 60 cm。浆砌路肩墙墙顶一般宜采用粗石料或混凝土做成顶帽，厚 40 cm。如不做顶帽，对路堤墙和路堑墙，墙顶应以大块石砌筑，并用砂浆勾缝，或用 5 号砂浆抹平顶面，砂浆厚2 cm。干砌挡土墙墙顶 50 cm 高度内，应用 25 号砂浆砌筑，以增加墙身稳定。干砌挡土墙的高度一般不宜大于 6 m。（4）护栏为保证交通安全，在地形险峻地段，在过高过长的路肩墙的墙顶应设置护栏。为增加安全感，应在地形险峻地段的挡土墙
31、顶部设置。一般墙高大于 6 m、长度大于 20 m 的路肩墙应设置护栏。为保持土路肩最小宽度，护栏内侧边缘距路面边缘的距离，二、三级路不小于 0.75 m，四级路不小于 0.5 m。3.3 答：挡土墙稳定性验算（1）抗滑稳定性验算为保证挡土墙抗滑稳定性，应验算在土压力及其他外力作用下，基底摩阻力抵抗挡土墙滑移的能力；（2）抗倾覆稳定性验算为保证挡土墙抗倾覆稳定性，需验算它抵抗墙身绕墙趾向外转动倾覆的能力。（3）基底应力及合力偏心距验算为了保证挡土墙基底应力不超过地基承载力，应进行基底应力验算；同时，为了避免挡土墙不均匀沉陷，应控制作用于挡土墙基底的合力偏心距。增加挡土墙稳定性的措施（1）增加抗
32、滑稳定性的方法设置倾斜基底（图 3.35）。设置向内倾斜的基底，可以增加抗滑力和减少滑动力，从而增加了抗滑稳定性。基底倾斜角 0 越大，越有利于抗滑稳定性，但应考虑挡土墙连同地基土体一起滑走的可能性，因此对地基倾斜度应加以控制。通常，对土质地基，不陡于15（01110），对岩石地基不陡于 13（01642）。此外，在验算沿基底的抗滑稳定性的同时，还应验算通过墙踵的地基水平面（图3.35 中水平面）的滑动稳定性。采用凸榫基础。在挡土墙基础底面设置混凝土凸榫，与基础连成整体，利用榫前土体产生的被动土压力来增加挡土墙的抗滑稳定性。（2）增加抗倾覆稳定性的方法为增加抗倾覆稳定性，应采取加大稳定力矩和减
33、小倾覆力矩的办法。展宽墙趾。在墙趾处展宽基础以增加稳定力臂，是增加抗倾覆稳定性的常用方法。但在地面横坡较陡处，会由此引起墙高增加。改变墙面及墙背坡度。改变墙身断面类型。当地面横坡较陡时，应使墙胸尽量陡立。3.4 答：1）悬臂式挡土墙钢筋混凝土悬臂式挡土墙由立臂和底板组成，具有 3 个悬臂（即立臂、趾板和踵板），同时固定在中间夹块上。墙的稳定性依靠墙身自重和踵板上的填土重量来保证，而趾板的设置又显著地增加了抗倾覆力矩的力臂，因此结构形式比较经济，适用于石料缺乏及地基承载力较低的填方地段。2）锚杆挡土墙锚杆挡土墙是由钢筋混凝土墙面和钢锚杆组成的支挡构造物，靠锚固在稳定地层内的锚杆对墙面的水平拉力以保持墙身的稳定，多用于具有较完整岩石地段的路堑边坡支挡。墙面一般是由预制的立杆和挡土板组成，称为柱板式墙，也可以就地浇筑成整体的板壁式墙。柱板式一般由肋柱、挡土板及灌浆锚杆组成，具有较大的抗拔力，可用于路堑或路堤挡土墙；板壁式一般由钢筋混凝土板和楔缝式锚杆组成，多用于边坡防护。3）锚定板式挡土墙锚定板挡土墙是一种适用于填方的轻型支挡结构物，由钢筋混凝土墙面、钢拉杆、锚定板以及其间的填土共同形成的一种组合挡土结构，它借助埋在填土内的锚定板的抗拔力，平衡挡土墙墙背水平上压力，从而改变挡土墙的受力状态，达到轻
