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风化千枚岩填筑路基湿化变形特性研究

郑小忠  
【摘要】:十堰至天水高速公路安康东段穿越数十公里的风化千枚岩分布区域,风化千枚岩属于劣质软岩,工程性质极差,遇水后强度衰减严重、易发生湿化变形,极大地影响路基的稳定性。本文通过室内试验、现场试验、及数值计算等方法,对风化千枚岩填筑路基的湿化变形特性进行了研究,取得以下研究成果: (1)通过磨片电镜试验和X射线衍射试验将33标的软岩定性为风化千枚岩;风化千枚岩原岩进行饱水无侧限抗压强度小于5MPa,可将其定性为劣质岩;其矿物成份、耐崩解性、水稳定性试验结果均表明风化千枚岩的工程性质和水稳定性较差。 (2)风化千枚岩填筑路基属于软质岩石与其风化土的土石混填路基,其击实特性与填料的风化程度和含石量等有关。最大干密度的峰值和最佳含水率的变化取决于击实后的含石量大小,不同风化程度的风化千枚岩填料标准击实的最大干密度的峰值对应的击实后的含石量在56%左右。 (3)以试验路为依托,进行了浸水承载板试验,分析了浸水量、浸水时间、水泥改良对千枚岩填筑路基湿化变形的影响,揭示了风化千枚岩路基的湿化变形特性及回弹模量随湿化变形的衰减特性;通过监测风化千枚岩路基内部含水率的变化,分析了路基内部的水分变化特性。 (4)模拟地表水和地下水对路基的影响,进行了试槽路基模型试验,分析了路基回弹模量的变化过程;基于影响路基湿化变形的因素,阐述了路基湿化变形机理,并提出了控制路基湿化变形的方法。 (5)利用有限元法预测了风化千枚岩路基的固结沉降变形;基于现场湿化变形测试建立了路基湿化变形的预测模型;在此基础上,考虑最不利因素预测了风化千枚岩填筑路基可能发生的塑性变形。


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