路基边桩放样的一种新方法_测点引数法

对于填方情况 :
DT实 =
B TΠ2 + ( - ΔH) mT (当 - ΔH ≤ HT 时)
BΠ2 + HT mT + ( - ΔH - HT ) nT + bT
(17)
(当 - ΔH > HT 时)
212 边桩位置的最终确定
根据以上对路基边桩距中桩宽度的计算 ,将由
(16) 或 (17) 式计算出的 D实 与由 (2) 、(10) 和 (11) 式计
2006 年第 5 期
铁 道 建 筑 Railway Engineering
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文章编号 :100321995 (2006) 0520057203
路基边桩放样的一种新方法 ———测点引数法
李仕东1 ,石 云1 ,窦守连2
(11 鲁东大学交通学院 ,山东 烟台 264025 ; 21 菏泽市公路局 ,山东 菏泽 274000)
3) 在动三轴试验中 ,循环应力幅和固结应力都会 对软粘土的软化特性产生影响 。随着固结应力的增 加 ,对应某一相同循环次数 N ,临界点变得越来越明 显 ;相应的 Gsec 值有所增加 。 Gsec 的衰减速度也逐渐增 加 ,从而曲线变得越来越陡 。在相同的循环次数下 ,随 着应力幅的增加 ,初始 Gsec 没有发生太大的变化 ,但 Gsec 衰减速度快速增加 ,临界应变值也比原来有所减少 。
随着测量仪器性能及精度的不断提高 ,在测量过 程中得以进行更多的探索与研究 。笔者通过工程实 践 ,提出了一种运用全站仪具有的坐标测量功能进行 路基边桩的放样的方法 :在现场不必考虑中桩的具体
当固结应力为 300 kPa 时所得的试验曲线 。由图 4 、图 5 相比较可以发现 ,随着固结应力的增加 ,对应某一相 同循环次数 N ,临界点变得越来越明显 ;相应的 Gsec 值 有所增加 ,εap 并未发生太大的变化 ,这与静力试验结 果相一致 。Gsec 的衰减速度逐渐增加 ,从而曲线变得越 来越陡 ,主要原因是相对于静力试验加载而言 ,动力试 验的加载速度要快得多 ,短时间内孔隙水压力会迅速 上升而致 ,尤其是当循环次数较少时 ,更加明显 。图 6 是当循环应力幅为 150 kPa 时所得的试验曲线 。由图 5 、图 6 相比较我们发现 ,循环应力幅大小对软粘土软 化性质的影响非常显著 ,甚至会使 Gsec 的衰减模式发 生变化 ;在相同的循环次数下 ,随着应力幅的增加 ,初 始 Gsec 没有发生太大的变化 ,但 Gsec 衰减速度快速增 加 ,临界应变值也比原来有所减少 。故在软粘土应变 软化研究中 ,循环应力水平是一个及其重要的影响因 素。
垂直 ,故有下列关系 :
( Y - YA ) Π( X - XA ) = tanαAB
( Y - YP) Π( X - XP) = tan (αAB ±90°)
(1)
上式中按前进方向 ,若 P 点位于路线则右侧取“ + ”;
否则取“ - ”。由此可求得 P′的坐标 ( X , Y) 。
2) 计算 A P′的长度 l 和 PP′的长度 d
“ - ”号 。图 2 中圆曲线为左偏 。由此得圆心 O 的平
面坐标为 :
XO = XC + RcosαCO
YO = YC + RsinαCO
(5)
2) 计算 OP 的长度OP及其方位角αOP
O P = ( XP - XO ) 2 + ( YP - YO ) 2
(6)
α OP
=
arctan ( YP
路基边桩的位置除了与路基宽度 、边坡率以及碎 落台宽度等有关外 ,还与边桩所处地面高程有直接的 关系 。如图 4 所示 ,路基边桩距中桩的理论宽度应按 下式进行计算 :
图 4 路基设计线与地面线
对于挖方处 :
DW = BWΠ2 + HW mW + hW nW + bW
(13)
对于填方处 :
DT = B TΠ2 + HT mT + hT nT + bT
l = ( X - XA ) 2 + ( Y - YA ) 2 (2)
d = ( X - XP) + ( Y - YP) 2
3) 算 P 点所在横断面的桩号 S P
S P = SA ±l
(3)
上式中 ,沿路线前进方向 ,若 P 点在计算点 A 点
的前方应取“ + ”; 若 P 点在计算点 A 点的后方应取
-
YO ) Π( XP -
XO )
3) 计算 OP 方向与 OC 方向的水平夹角β
β = αOP - αOC = αOP - αCO ±180°
(7)
当圆曲线沿路线前进方向 ,左偏时β< 0 ;右偏时β> 0。
4) 计算起算点 ZY 或 YZ 点至 P′点的圆弧长 L
L = R | β| πΠ180
(14)
211 路基边桩距中桩的实际宽度的计算
在利用全站仪实测出拟放边桩的估计位置 P 的
三维坐标 ( XP 、YP 、HP ) 后 ,可计算出边桩的估计位置 P 与对应中桩处的高差ΔH ,即 :
ΔH = HP - H设
(15)
(15) 式中的 H设 为边桩的估计位置 P 对应断面路基边
缘的设计标高 ,可根据 P 点所对应横断面的桩号 (通
“ - ”。图 1 中 P 点在计算点 A 点的前方应取“ + ”。
图 1 直线段上确定桩号
112 路线中线为圆曲线的情况 如图 2 所示 ,路线中线为圆曲线 ,取 ZY 点或 YZ
点作为起算点 ,以 C 点表示 ,设其桩号 SC 和平面坐标 ( XC , YC) 均为已知 ,且圆曲线半径 R 已拟定 。作圆曲 线的圆心 O 和 P 点的连线 ,并延长与路线中线相交于 P′点 ,即 PP′为路线过 P 点的横断面 ,设 P 点到路线
l ,则 :
β = l2Π(2 Rls )
图 2 圆曲线段上确定桩号
图 3 缓和曲线段上确定桩号
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缓和曲线长为 l 对应的中桩点在局部坐标系下的坐标
为:
x
=
l-
l5 40 R2 l2s
+
3
l9 456 R4
l4s
y
=
1 初定边桩位置及其所在横断面的桩号
在放样现场根据实地情况和设计资料 ,初步确定 出拟放边桩的位置 ,并利用全站仪实测出该估计点的
变 ,当应变值超过此值时 ,软粘土才会发生软化现象 ,固 结应力对临界应变以及 Gsec 衰减速度影响不明显 。
2) 在动三轴试验中 ,随着循环次数的增加 ,达到相 同应变水平时 , Gsec 逐渐减少 。每一次循环均存在一个 临界应变 ,随着循环次数的增加 ,临界应变值逐渐减 小 ;再者 ,随着循环次数的增加 ,曲线逐渐变得平缓 。
113 路线中线为缓和曲线的情况
设路线中线为缓和曲线 ,已知拟放样特殊特点在
第一缓和曲线段 ,将 P 点坐标转换到以 ZH 点为原点 ,
ZH 点到路线交点 (JD) 方向为 x 轴 ,与之垂直的方向为
y 轴的局部坐标系下 ,得出 P 点的局部坐标 ( x1 、y1 ) ,
如图 3 所示 。设 P 所在横断面对应的缓和曲线长为
中线的水平距离为 d ,即 d = PP′。可按下述步骤计算
P 点所在横断面的桩号 。
1) 计算圆曲线圆心 O 的平面坐标 ( XO 、YO )
由直线段 AC 的方位角αAC ,可求得自 C 点至 O 点
的方位角 αCO :
α CO
=
α AC
±90°
(4)
(4) 式中 ,沿路线前进方向 ,右偏时取“ + ”号 ;左偏时取
l3 6 Rls
+
l7 336 R3l3s来自+42
l11 240 R5
l5s
则
α=
arctan
| |
y1 x1 -
y| x|
;由此得出 :γ= 180°- α- β
式中的 ls 为缓和段长度 。
不难求得 , P 点到中线的垂直距离为 :
d = ( x1 - x) 2 + ( y1 - y) 2 ;δl = dcosγ (11) 当 δl = 0 或其值在允许的范围内 (如 01001 m) 时 , 可认为假设的缓和曲线长与实际的缓和曲线长相等 , 否则应调整缓和曲线长度 ,再进行计算 ,直到 δl 小于 容许的误差为止 ,则放样点所对应的缓和曲线长为 l 。
参考文献 [1 ]蒋军 ,朱向荣. 不排水循环荷载作用下含砂芯粘土复合土样 性状研究[J ] . 水利学报 ,2001 , (12) :62268. [2 ]Shambhu S , Sharma , Martin Fahey. Degradation of stiffness of cemented calcareous soil in cyclic triaxial tests [ J ] . Journal of Geotechnical Engineering ,2003 ,(7) :6192629.
过前述的 (3) 、(9) 、(12) 式求得) ,由设计资料查得 。
如图 3 所示 ,路基边桩距中桩的实际宽度应按下
式进行计算 :
对于挖方情况 :
BWΠ2 + ΔHmW (当ΔH ≤ HW 时)
DW实 = BWΠ2 + HW mW + (ΔH - HW ) nW + bW
(16)
(当ΔH > HW 时)
3 结论
本文通过 GDS 双向振动三轴仪对饱和软粘土的 软化现象进行了研究 ,得到如下结论 :