膨脹土路塹增濕變形條件下的路基路面力學響應分析.pdf

1、膨脹土問題是工程地質和非飽和土力學領域中最為復雜的研究難題之一。由于膨脹土的強脹縮性、多裂隙性以及干濕循環(huán)后強度降低等不良工程特性經(jīng)常導致膨脹土邊坡的各種失穩(wěn)破壞以及膨脹土地區(qū)的路面出現(xiàn)開裂、不均勻隆起等病害，在路面中產(chǎn)生較大附加應力，從而影響路面結構的長期穩(wěn)定性。而降雨，特別是歷時長、強度大的暴雨，改變了路塹中的滲流水壓力和濕度場分布，更是導致邊坡失穩(wěn)破壞和路面破壞，對公路工程造成極大的經(jīng)濟損失。 本文根據(jù)南友路典型地質特點，

2、針對K133+900km處路塹段建立了相應的計算模型；以施工完成時的狀態(tài)作為初始狀態(tài)，運用非飽和土滲流理論，采用有限元分析軟件對膨脹土路塹進行了降雨條件下的瞬態(tài)滲流分析；得到降雨不同時刻后路塹中的壓力水頭分布和壓力水頭增加值分布。 根據(jù)滲流分析的結果，運用濕度應力場理論計算了膨脹土路塹的不均勻增濕變形，本文得到膨脹土路基頂面的不均勻豎向變形以及路塹邊坡坡面?zhèn)认蛭灰?，并計算了路面結構對膨脹土路基頂面不均勻豎向變形的力學響應。計算的

3、結果表明，路面結構的面層頂面和基層頂面均受到了拉應力的作用，會對路面結構造成破壞作用，降雨時間越長對路面結構的影響越大。通過對路面結構各層的彈性模量和層厚進行調整，獲得了較為合理的路面結構。 最后利用膨脹土路塹不均勻增濕變形分析得到的應力、應變結果，以及Mohr-Coulomb強度準則對膨脹土路塹邊坡的穩(wěn)定性進行了分析；根據(jù)有限元軟件ANSYS的單元表功能進行計算分析，獲得了邊坡內安全系數(shù)的等值線分布，從而獲得了膨脹土路塹在降雨