炭質(zhì)泥巖水理特性及其路堤工后動力變形特征研究.pdf

1、炭質(zhì)泥巖在我國廣西、云南、貴州等西部地區(qū)廣泛分布。因遇水易崩解，過去在高速公路、鐵路的建設中，都繞道或?qū)⑻抠|(zhì)泥巖棄之不用，換土處理。為了保護土地、保護環(huán)境和節(jié)約建設成本等，在炭質(zhì)泥巖地區(qū)修筑高速公路或鐵路應盡可能地采用炭質(zhì)泥巖作為路堤填料。因此，本文以廣西六寨至河池高速公路為依托，結(jié)合國家自然科學基金項目“炭質(zhì)泥巖路堤濕化變形機理及控制研究”，針對炭質(zhì)泥巖的水理特性和以炭質(zhì)泥巖作為路堤填筑材料的工后動力變形等關(guān)鍵性問題，進行了較深入的研

2、究。
　　 本文為了研究炭質(zhì)泥巖的水理特性，設計了室內(nèi)室外兩種試驗方法，從試驗方案、試驗設備、試驗結(jié)果及其結(jié)果分析等四個方面詳細闡述了炭質(zhì)泥巖崩解過程。引入分形理論對炭質(zhì)泥巖的崩解過程進行研究，并以分形維數(shù)作為判斷炭質(zhì)泥巖崩解完成與否的控制指標。認為在實際工程中，當炭質(zhì)泥巖分形維數(shù)達到2.3～2.5時，其崩解趨于穩(wěn)定，可將其作為高速公路路基填料。
　　 車輛荷載作用下炭質(zhì)泥巖路堤動力變形特征對公路運營期有較大影響。以廣西

3、六寨至河池高速公路K19+140路堤為工程背景，結(jié)合FLAC3D有限差分軟件，考慮單輪組加載，建立炭質(zhì)泥巖路堤彈塑性本構(gòu)模型，分析路堤在不連續(xù)半正弦波荷載作用下的動力響應以及不同工況下的變形特征。分析結(jié)果表明，單次加載與重復加載下路堤均表現(xiàn)出明顯的彈塑性變形特點，變形累積;路堤主要工作區(qū)為路床頂面以下6m厚的路基層;路堤豎向位移在靠近加載區(qū)域變形較大，遠離加載區(qū)域變形較小，橫向位移在加載區(qū)域兩側(cè)向兩邊發(fā)展，且路堤坡腳處達到最大值;行車速