文档介绍：西南交通大学
博士学位论文
南方花岗岩残积层路堑坡面冲刷与路堤渗透稳定性研究
姓名:罗斌
申请学位级别:博士
专业:道路与铁道工程
指导教师:胡厚田
南方花岗岩残积层路堑坡面冲刷与路堤渗透稳定性研究路堤、南方花岗岩残积廖摘要脆弱区谖夜戏交ǜ谘业厍藿ㄌ饭肥保M诼非迪靼狡ぁ箍钩迨幢刷发生发展模式。②结合清连公路,分析了花岗岩残积层路堑边坡坡面冲刷影响因素藿要价值,也可作为水土保持和国土资源利用等参考。⑦提出南方花岗岩残积层路堑旅娉逅⑹窍咦垂こ讨幸桓龀<瓷儆腥松嬷淼目翁狻W魑9こ烫跫蜕肪礓骞形侍獾难芯刻逑岛突纠砺劭蚣埽贡疚侍獾难芯看锏搅恕ǜ鲂赂叨取V饕0①划分了路堑边坡坡面冲刷类型,详细描述了坡面冲刷野外特征,提出了坡西冲和冲刷严重的原因。③全面分析了坡面冲刷过程中土的受力情况,包括拖曳力、上举列、渗透力、粒问离散力、粒间粘接力等力的作用。④由坡面冲刷过程中土颗粒受力的平衡条件、坡面流流速与剪力关系、能量守恒原理,分别建立了土体冲刷失稳的起动拖曳力、起动流速和起动流量的理论表达式。⑤由能量守恒原理,分别推导得出了坡面流推移质冲刷能力和悬移质冲刷能力。由此建立了坡面冲刷强度的理论表达式。⑥从坡面流拖曳力、坡面流能量、坡面流冲刷能力等角度,从理论上探讨了长期争论休的坡面侵蚀临界坡度问题,本文计算得出俳缙露戎刀员咂律杓坪脱の蘧哂边坡应以防冲刷设计为主,并提出“高角度开挖,全断面支护”等设计思想。⑧讨论量帕4嬖诙云旅媪鞯挠跋臁路堤渗透破坏主要与路堤填料性质和渗流条件有关。本文在已有研究成果的基础上,分析了路堤渗透破坏的形式及其判别方法、无粘性士抗渗强度、粘性土渗透破坏机理及其抗渗强度。从理论上深入探讨了非线性渗流规建、管涌机理和发生管涌的临拜水动力条件。提出了路堤渗流控制思想,并对防止和控制路堤渗透破坏进行反滤设汁的基本原理进行了讨论。提出了土的水力稳定性概念和研究方向,并在分析冲刷和管涌力学机制时眭此为理论线索,初步探讨了地表水流和渗流水动力作用的内在联系和士颗粒水力失稳运动的统一表达式。土的水力稳定性研究也为大坝管涌、砂砾石地基流砂、隧道和地下采矿等地下工程涌泥涌沙、边坡软弱夹层和裂隙充填物潜蚀、岩溶塌陷、水土流失等问题拓宽了视野,提供了新的认识途径。关键词:坡面冲刷渗透稳定性水力稳定性路堑冲刷强度俳缙露渗透破坏抗渗强度性渗流管涌渗流控制反滤设计西南交通大学博士学位论文讯弱的砂士层直接出露。坡面冲刷问题严重。本文针对这类边坡,首次建立了一套坡铁路公路起动条件边坡设计非线拓:
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绪论侍獾奶岢地表水和地下水是导致铁路公路路基病害的主要自然因素。作为工程条件和生态环境脆弱区,在我国南方花岗岩地区修建铁路公路时,由于线路工很弱的砂土层直接出露,使天然状态下缓慢的自然侵蚀在极短的时间内迅速转变为工程性加速侵蚀。在高强度坡面冲刷下,路堑边坡迅速变形破坏,并或为花岗岩残积层路堑边坡的主要问题。我国南方花岗岩出露较广泛,广东。与全省总面积的%~%,福建省约占%,香港特别行政区占%以上,广西、湖南、江西分别占本省总面积的%~%。当铁路公路穿过这些地区时,往往存在严重坡面冲刷。坡面冲刷直接增加了线路养护维修费用,并影响运营,恶化线路周边生态环境,造成水土流失等不良后果,并使边坡后退和变陡,进一步发展,可以导致路堑边坡崩塌和滑坡。路堤渗透破坏则是在渗透水流作用下的一种路基病害,主要与路堤填料类砂砾石夹粘土等混合料为填料的路堤,如果压密不好不匀,颗粒级配不良,排水措施不当,路堤存在孔洞或裂缝,在地面水入渗条件好或地下水活跃时,路堤填料中的细小颗粒将不断地被渗透水流潜蚀带走,使路堤下沉、产生空洞、淤塞排水系统,严重时产生陷穴、滑塌等路基病害,影响路堤正常运营和稳定性。坡面冲刷是线状工程中一个常见却研究得很少的问题。首先需要建立本问题的研究体系,认识其物理力学机理。冲刷的物理过程为坡面土体在坡面流水动力作用下失稳运动和运移流失过程,从坡面流水动力作用和坡面土物运移角度来认识坡面土体的冲刷起动条件和冲刷强度,既是目前研究中的薄反映了物理过程的实质,可以使我们对坡面冲刷的研究上升到一个新台阶。目前,对管涌机理的研究还不成熟,从物理过程的实质看,管涌是在渗透水流作用下土体内部土颗粒的稳定性和运动流失问题,也应该从渗流的动力作用角度去认识其物理机制,并确定发生管涌渗透破坏的临界条件。腥开挖路堑,剥离了抗冲蚀性相对较强的土壤层和其下的红土层,抗冲蚀性的性质和渗流条件有关。无粘性土和粘性土都存在渗透稳定性问题,对以各弱环节,也是突破口,它深入到了问题的本质层次,有了新的理论生长点,西南交通大学博士学位论文第