文档介绍：长安大学
硕士学位论文
膨胀土路基边坡稳定性分析及边坡综合治理研究
姓名:陈璋
申请学位级别:硕士
专业:道路与铁道工程
指导教师:陈忠达
20020301
摘要本文以襄荆高速公路膨胀土试验路段的试验结果为基础,分析了膨胀土路段边坡滑塌的力学机理,建立并验证了膨胀土路基边坡滑塌的几何形态,将其应用于膨胀土路基边坡的稳定性分析计算中。指出膨胀土的胀缩性、裂隙性、强度衰减性、软弱结构面是导致膨胀土路基边坡滑塌的根本原因,从而为准确评价膨胀土路基边坡的稳定性提供理论依据。通过理论分析和试验实践总结提出:相对稳定的坡率还必须与其它工程项目相结合,采取相应的处理预防措施,进行综合治理。关键词膨胀土路基边坡、滑塌、胀缩性、裂隙性、强度衰减性、软弱结构面、稳定的坡率、综合治理
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第一章前言在膨胀土地区,无论是路堑或路堤,极其普遍而严重的边坡变形与路床变形,都是其它土质路基中所罕见的。膨胀土地区的公路路基,由于大气物理风化作用和湿胀干缩效应,边坡土块崩解,土体抗剪强度衰减,而造成边坡的溜塌、滑坡、路基的不均匀下沉、翻浆、冒泥等变形病害现象十分突出,而常常使路基的强度和稳定性遭受破坏,造成路基失稳,影响行车安全。我国在总结膨胀土地区修建的铁路时,就有“逢堑必滑,无堤不塌”之说。膨胀土路基边坡变形和破坏常常具有多次反复性和长期潜在危险性的特点。膨胀土地区路基工程的稳定性,已成为当前公路工程地质中一个不可忽视的重要研究课题。由于膨胀土具有与正常固结粘土不同的一些工程特性,如超同结性、裂隙性和遇水膨胀、失水收缩开裂等特性,使得常规的边坡稳定性分析方法不完全适用于膨胀土边坡。因此,有必要对路堤、路堑边坡稳定分析方法进行探讨。实践证明,相对稳定的坡率还必须与其它防治工程项目结合,相辅相成,共同作用,才能维持边坡的稳定。边坡防治必须针对边坡的特性、环湖北襄荆高速公路有限责任公司为了确保本工程的质量,既要解决膨胀土路基这一不良工程地质灾害,以及提高路基土强度,以满足规程、规范和工程施工质量和技术要求,又要经济合理,节省投资,决定立题为“湖北省襄荆高速公路膨胀土路段膨胀土特性和工程处理与防护研究”项目开展科研试验段的研究工作,拟在开工之前通过组织路基试验段施工,探索施工经验,解决相关的技术难题,以指导施工。蛘屯猎囱⒒魇低裂约爸信蛘屯潦腋男酝痢⒎勖夯腋男境的影响以及边坡各部类的应力和变形特性,采取相应的处理措施,进行综合治理。本文是该课题的部分研究成果,具体研究内容包括:土的室内剪切试验;长安大学硕士学位论文
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第二章膨胀土路堑边坡稳定性分析概述膨胀土路堑边坡滑坡特点及其成因膨胀土路堑是高速公路通过膨胀土地层经开挖而形成的土工构筑物,如同铁路、渠道以及所有在膨胀土中开挖的边坡工程一样,都会引起自然条件的改变,如:苹盗嗽凶匀黄胶獾牡孛残翁边坡土体临空,破坏了原始内应力的平衡条件;孤癫匾欢ㄉ疃鹊耐撂灞┞队诖气,并直接与降雨、蒸发、温度等大气营力发生作用;谋淞吮咂峦层的水文地质条件;肪骋蛩氐谋浠胱饔玫取R虼耍古蛘屯谅非边坡产生了极其复杂的工程地质作用,尤其是在施工过程中,以及通车初膨胀土的胀缩变化、强度衰减对路堑边坡稳定性的影响,一直是岩土工程技术人员关注的而又一直没有能得到很好解决的问题。路堑边坡变形类型及其特征剥落是边坡表土经物理风化作用使土棱块解体,破裂成松散土粒,在重力作用下沿坡面滚落堆积于坡脚的现象。这种作用的特征是:剥落物质小,沿坡面层层深入,主要发生在蒸发作用强烈的干旱季节。一般旱季越长,蒸发越强烈,剥落越严重,多发生在受物理风化作用显著的坡面表层剥落在路堑中大多只造成边坡的后退,初期无明显其他变形产生。但这种现象在膨胀土边坡中却十分普遍,各坡皆有。而且剥落的松散物质在期,极易出现变形破坏。溆肽嗔约~疃确段А雨季被水流裹带搬运则形成泥流,常成为边沟或涵洞淤积的主要物质来源。长安大学硕士学位论文.
路堑坡面剥落的松散表土,在大气降雨或地表径流的集中水流冲刷侵蚀作用下,沿边坡形成沟状冲蚀坡面的现象。这类作用的特征,主要在于水流作用的时间和强度。一般在大气降雨的片状侵蚀作用下,坡面的部分松土被雨水带走,先期出现若干雨洞或雨淋沟,随着水流的线状侵蚀发展,部呈单沟,向下逐渐放射形成鸡爪沟的,也有坡面上部呈树枝状下部汇集呈主沟的枝状沟,密布于坡面。冲蚀作用主要发生在雨季,特别是大雨或暴雨季节,水流越集中,冲蚀越严重。一般深度受气候作用显著波动层控制,常为~钫呖纱左右。它首先破坏了边坡坡面的完整性,并开始出现变形,而且不利于膨胀土边坡开挖后,由于一部分应力释放,而产生的不均