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黄土高路堤稳定性研究

张丽萍  
【摘要】:在黄土地区修筑高等级公路,由于黄土特殊的性质和复杂的地质、地理因素,许多路段不可避免地出现了高填的路基。于是高路堤稳定性分析就成了当前面临的主要问题之一,它包括路堤沉降和边坡稳定两个方面。 本文通过室内试验研究了压实黄土的变形、强度特性。从击实黄土的室内三轴压缩试验可以得出,随着压实度K的增大,压实黄土的内聚力c增大很多,而内摩擦角φ的增大幅度相对较小。通过双线法得出不同压实程度(干密度)下的压力与湿陷系数关系图可以看出,击实黄土在击实不充分的情况下仍具有湿陷性。若以200KPa下的湿陷系数为0.015为评判标准,本文所用土样干密度小于1.62g/cm~3对应压实度小于95%时具有湿陷性。 由于现有《公路路基设计规范》对20m以上的路堤的边坡形式和坡度没有明确规定。本文根据路堤填土室内试验结果,结合已有黄土高路堤土性参数,通过极限平衡分析法和弹塑性有限元强度折减法对黄土地区高路堤边坡在不同土性参数、坡型、坡高、坡度时的稳定性进行分析,并结合黄土高路堤边坡大量实际存在的边坡形式,在满足稳定性要求的基础上,结合经济性,提出一套适合黄土高填方路堤的合理、切实可行的断面形式。 用有限元法模拟黄土高路堤施工填筑过程,得出黄土高路堤的沉降变形规律以及黄土高路堤沉降的影响因素包括路堤高度,填土容重,填土回弹模量,地基土变形模量等。越靠近路堤中心线,沉降越大;越偏离路堤中线,沉降越小即沿横断面方向沉降曲线呈盆状。路堤的最终沉降最大值发生在路堤顶部即路表。随着路堤高度,填土容重的增加,路表沉降量和不均匀沉降率都随之增大。随着地基土变形模量和填土回弹模量的增大,路表沉降量和不均匀沉降率都随之减小,填土回弹模量比地基土变形模量的影响显著。黄土高路堤自身压缩量占路堤总沉降量10%左右,是不容忽视的。


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