膨脹土工程性質(zhì)及邊坡穩(wěn)定性研究.pdf

1、本文以南寧(壇洛)至百色高速公路膨脹土地基邊坡工程實踐為依托，開展了膨脹土工程特性及邊坡穩(wěn)定性研究。在前人研究成果的基礎(chǔ)上，進一步探索膨脹土工程性質(zhì)，研究膨脹土邊坡破壞機理，提出適用于膨脹土地基邊坡穩(wěn)定性分析方法及普遍適用于膨脹土地區(qū)的填方邊坡填筑技術(shù)。研究的主要內(nèi)容及取得的成果如下： (1)討論了膨脹土的脹縮特性。分析了膨脹土脹縮特性較為重要的兩個方面-膨脹力與膨脹變形的變化規(guī)律。 (2)膨脹土抗剪強度特性研究。采用直

2、剪試驗對膨脹土強度變化規(guī)律進行研究。結(jié)果表明膨脹土抗剪強度遇水下降顯著，且粘聚力與內(nèi)摩擦角的對數(shù)與含水率之間具有良好的線性關(guān)系，并給出了依托工程膨脹土總強度與含水量的關(guān)系。 (3)通過算例證實了有限元強度折減法用于復(fù)雜邊坡穩(wěn)定性分析是可行的。 (4)膨脹土邊坡失穩(wěn)破壞機理分析。采用有限元強度折減法分別對南寧(壇洛)至百色高速公路某段膨脹土地基填方和挖方邊坡穩(wěn)定性進行詳細分析。計算結(jié)果表明，對于膨脹土地基上的填方邊坡，當膨

3、脹土地基浸水后，強度極度弱化，造成填方置于軟弱夾層上，如果地基具有一定橫向坡度或縱向坡度，將可能造成邊坡的變形甚至失穩(wěn)。對于挖方邊坡，除了邊坡土體浸水引起強度減小外，影響邊坡穩(wěn)定的另一個重要因素是因含水量變化而引起的膨脹力，對于此類邊坡，膨脹力對邊坡穩(wěn)定性的影響十分顯著。 (5)膨脹土地基填方邊坡填筑技術(shù)研究。采用有限元強度折減法，首次針對某一膨脹土地基橫坡角度α開展邊坡極限填高計算。計算結(jié)果表明，邊坡極限填高與地基橫坡角度α和

4、sin(α)間存在良好的線性關(guān)系。另外還針對地面橫坡較大的膨脹土地基上填方高度較大時采用錯臺處治技術(shù)進行了分析。結(jié)果表明，采用開挖寬臺階的方法，一方面可以降低填土部分原狀地基土的坡度，同時可以有效阻止水對膨脹土地基的軟化，有利于保證整個邊坡的穩(wěn)定，是斜坡膨脹土地基上邊坡填筑的有效處治方式。本研究提出的極限填高計算方法和錯臺技術(shù)，可為《公路路基設(shè)計規(guī)范》(JTGD30-2004)的修訂和完善提供參考。 (6)將開挖寬臺階和底部加鋪