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摘要关键词:黄土挖方地区病害合理断面路基处治防排水我国的黄土分布很广泛,其中以西北地区黄土地层最厚、最完整、发育好、地层全,其特征比较典型。由于黄土具有特殊的湿陷性,黄土挖方地区时常发生公路病害。论文首先对黄土的工程特性及其影响因素进行了分析,总结、提出黄土湿陷性的处治措旌,然后根据黄土挖方地区公路病害的广泛调查结果,分析了病害产生的原因及条件,对黄土挖方地区路基病害防治措施进行了研究,具体包括边坡合理断面设计、路床处治措施、防护与支挡工程病害与防治措施和挖方路基防排水设旌等部分。本文对黄土地基的各种处治方法展开研究,结合各种施工方法在已建成的各条高速公路上的处治调查结果,分析其作用效果,提出在实际工程中合理有效的处治手段,可供今后的工程参照应用。
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第一章绪论问题的提出及研究意义第一节黄土是一种第四纪沉积物,其分布很广,总面积达万平方公里,约占陆地总面积的%,世界上许多国家如美国的中西部、俄罗斯的南部和澳大利亚等国都有分布。我国的黄土分布也很广泛,其中以西北地区黄土地层最厚、最完整、发育好、地层全,其特征比较典型。由于具有特殊的物质成分和工程性质,黄土在工程界占有特殊地位,它的最大特点是结构性强,遇水容易发生湿陷致使强度迅速下降。由于以前公路等级低,路基不宽,开挖不深,黄土边坡防护和路基沉陷等问题对公路的影响不显著,人们对黄土边坡的防护措施和路颦地基处治措施也没有引起足够的重视。但是随着国民经济的不断发展,公路交通事业日新月异,特别是我国提出了西部大开发的伟大战略宏图,更是极大地促进了公路交通事业的发展。高等级公路越来越多,大面积的挖方已不可避免,在西部地区复杂的地质地形下修建高等级公路的情况也同益增多,因此,对黄土边坡的防护措施和路堑地基处治措施的研究就显得非常重要。土抗水性弱,其矿物亲水性也较弱,联接虽较强但不抗水,遇水强烈崩解,湿陷较明显。黄土的湿陷性是由其特殊的结构联接方式造成的,多孔性结构为产生土粒移动提供了空问,且有利于水的渗入;胶结联接仅局限于部分接触点上,遇水后在一定的压力下会使联结显著减弱而产生变形。由于黄土本身具有强烈的遇水崩解特性,使得水在黄土地区工程病害中占有主要作用。据有关资料统计,陕西省公路病害中,由于水的原因而引起的黄土地区公路病害占所有病害里程的%以上,平均每年造成的经济损失上亿元。年,陕西省黄土地区公路水灾害损失金额达蛟#辏挛魇』仆恋厍公路水灾害损失金额更是达到蛟!R蚪煌ㄖ卸虾褪茏璧贾碌木盟鹗г更为严重。显然,公路的水灾害对黄土地区公路建设和经济发展造成了严重威胁。根据有关资料以及现场调查,将黄土地区公路主要的水灾害归纳为以下几种类型:积水引起路基沉陷:坡面冲刷;小桥涵、路基被洪水冲刷破坏;黄土地区沿河路基因洪水淘刷造成破坏;崩塌和滑坡;泥流等。以上水灾害类型是黄土挖方地区公路排水设计、旌工中要解决的主要问题之天然黄土透水性较强,渗透系数超过/怪狈较虮人椒较蚯俊;
第二节国内外研究现状一,而黄土挖方地区公路病害防治的关键贝欠琅潘R虼耍姓攵孕缘亩曰仆挖方地区公路水灾害的预防和治理、科学有效的提高黄土挖方地区公路抗水灾害能力,已成为目前黄土地区公路建设和管理工作中迫切需要解决的问题。陕西、山西、甘肃、青海等省近年内开工或拟建的高等级公路中大部分路段位于黄土地层上,而挖方地区路基主要修筑在原地床上,其填筑料主要采用黄土。针对黄土地区公路建设特点,黄土路堑地基的处理主要有换填、冲击压实、强夯等方法,在填挖结合部则主要采用土工格栅加筋技术,将荷载均匀地扩散在较大的面积范围,它对减小路基的不均匀沉降和侧向位移等方面有着重要的作用。因此,对挖方地区地基处理方法展开研究具有十分重要的经济和现实意义。随着我国黄土地区工程建设的发展,对黄土的研究也逐渐深入。~年代结合当时的基本建设,对黄土的时代成因、基本性质、变形强度特性在广群深度谋浠媛桑欢曰仆恋氖O荼湫翁匦浴⑹O堇嘈汀⑵兰郾曜肌⒒仆恋鼗变形及处理方法等研究与实践都取得了较多成果,解决了许多实际篢:程问题。~年代对黄土的微结构进行了深入研究,指出黄土的骨架颗粒成分、形态、排列方式、孔隙特征、胶结物种类以及胶结程度等,对黄土的工程地质性质有着重要影响,并从微结构特征阐明黄土的结构强度与湿陷性本质;黄土的应力应变关系和本构模型,在不同湿度、密度条件下的振陷与动强度特性等的研究也耿得了不少成果。近年来对黄土的研究又有新的进展,如对非饱和土力学特性的理论和吸力测试技术的研究;湿陷性黄土增减湿度后湿陷性的变化和结构强度的研究;黄士层的湿陷性和湿陷性黄土深基处理新技术等