长期降雨对路堤填土变形和压实度影响分析

针对潮湿多雨地区典型路基填土,在京台高速公路高液限路堤填土试验研究的基础上,选取典型断面利用Geo Studio有限元软件开展数值模拟研究,考虑非饱和路堤填土的应力和渗流耦合进行固结分析,研究在长期降雨工况下路基沉降变形规律,进而分析长期降雨对变形和压实度的影响规律以及压实度与路基沉降之间的关系。研究表明:对于不同含水率填土路堤,无论是连续施工和间歇施工,竣工期的沉降量占了总沉降量的绝大部分,竣工时和沉降稳定后路堤的最大沉降量都随含水率的增大而增大。当遇长期降雨时,竣工和沉降稳定时路堤的沉降量都比无降雨时大;长期降雨情况下路堤沉降稳定时压实度增量比无降雨时大。     

非均质软土路基极限填筑高度研究

基于软土路堤的失稳机理,探讨了线路工程穿越软土区时,成层软土路基的极限填高计算方法.依托莱线路工程,计算路堤和路基的整体稳定性,通过填高与稳定性的横向和纵向分析,得出路基的极限填筑高度,并结合数值法计算探讨填高引起的路堤和路基内位移分布.研究表明:当填筑高度接近极限高度时,对称极限荷载作用下,路基发生塑性变形,破坏从路基中线带附近向路基外侧滑出,破坏形式与现有的软土现场堆载破坏实例相近.可见依据整体稳定性确定成层软土的极限填筑高度是可行的.     

降雨渗流对堆积型滑坡稳定性影响的数值模拟 －以贵州大榕滑坡为例

降雨是堆积型滑坡失稳破坏的主要诱因之一,滑坡的失稳和破坏与雨水渗流紧密相关。选取贵州省岑巩县大榕滑坡为研究对象,大榕滑坡为典型的古滑坡堆积区失稳,通过详细分析该堆积型滑坡形态特征、地层岩性、物质结构及变形特征,根据工程水文地质条件建立数值计算模型,利用饱和-非饱和渗流有限元模拟降雨入渗时滑坡堆积体的瞬态渗流场,将计算得到的瞬态孔隙水压力和基质吸力对非饱和土抗剪强度的影响用于滑坡极限平衡分析,根据渗流场和应力场数值耦合分析不同降雨雨型、强度、历时对滑坡稳定性的影响。研究表明:降雨是滑坡持续变形并失稳的诱发原因,与降雨类型相比降雨强度对滑坡稳定性影响较大;滑坡稳定性在降雨结束后延滞一段时间达到最小,此时对滑坡的稳定性最不利,随后稳定性逐渐上升。     

降雨条件下不良填筑路基破坏过程物理模拟

为研究不良填筑路基在降雨条件下变形破坏机制,采用相似材料和物理模拟实验方法再现填方路基变形破坏全过程,揭示降雨和软弱夹层与不良填筑路基变形破坏的内在联系。研究表明,雨水和坡后汇聚水流大量下渗,路基自重增加,下滑推力增大,坡体应力条件发生显著改变。软弱夹层相对隔水,下渗雨水在软弱夹层上运移受阻,夹层浸水软化,于坡体稳定性产生不利影响。路基内部碎屑颗粒含量大,进而堵塞地下水消散通道,孔隙水压力持续增加,加剧坡体变形,最终导致路基失稳。该路基破坏过程可分为：水流下渗、坡体应力调整、后缘拉裂缝形成、裂缝贯通-整体破坏四个阶段。     

降雨入渗对粗粒土斜坡路堤稳定性及变形影响的数值分析

针对杭新景高速公路粗粒土斜坡路堤在雨后产生不均匀沉降以及失稳破坏的问题,基于饱和-非饱和渗流理论,结合相关试验数据以及气象资料,采用数值软件分析了降雨入渗条件下粗粒土斜坡路堤渗透特性、稳定性以及沉降变形的变化规律。研究结果表明,基岩倾角越大,粗粒土斜坡路堤中越容易产生正孔隙水压力;不同的基岩倾角下,粗粒土斜坡路堤的安全系数都随降雨的持续而降低,当降雨停止后安全系数又迅速恢复;基岩倾角越大,相同条件下斜坡路堤的安全系数越低,降雨对粗粒土斜坡路堤安全系数的影响越小;粗粒土斜坡路堤的最大沉降值随着基岩倾角的增大而增大。     

库岸堆积体斜坡降雨过程稳定性研究

在对降雨入渗及其引发边坡失稳机制的研究基础上,基于饱和非饱和渗流数学模型,运用延伸的摩尔库伦强度理论,对某库岸堆积体斜坡进行了降雨过程的饱和非饱和渗流场计算和稳定分析.表明降雨是导致库岸堆积体滑坡的主要外动力因素之一,并得出了在采用实际可能降雨特征时,库岸堆积体的最小安全系数发生在雨后一定时间内的结论,这与实际工程情况相吻合,可更合理的解释因降雨引发的库岸堆积体滑坡问题.     

风化砂改良膨胀土机理及边坡稳定性分析

研究了风化砂改良膨胀土的作用机理,揭示了风化砂与膨胀土发生的物理化学反应,得到了风化砂掺量与膨胀土的胀缩特性及强度特性之间存在的关系.结合宜昌市小溪塔至鸦鹊岭一级公路施工项目,采用条分法对填土高度为10 m路堤的整体稳定性进行了分析.结果表明:现采用原状膨胀土填筑路堤安全系数较小,不能满足规范要求;而采用风化砂改良之后的膨胀土填筑的路堤边坡稳定系数比原状膨胀土均有显著提高,能够满足规范要求;路基的安全系数随着掺砂比例的增加先增大后减小,当掺砂比例达到20%,改良膨胀土填筑的路基安全系数达到最大值.     

贵惠高速公路软土路基变形观测与施工控制

本文依托贵惠高速公路K4+045~K4+177段软基的工程实际,对沉降及水平位移监测数据进行了分析。分析了在整个填筑过程中,路基的沉降及水平位移变化规律,得出控制标准。从而指导软土路基填方施工,以保证工程质量、节省施工成本,并对其它类似山区公路建设具有参考价值。然后将实测结果与理论计算结果对比分析,发现理论计算结果大于实测结果。说明在整个填筑过程中,以上述控制标准进行填方施工,没有明显的剪切破坏、整体侧向滑动等现象。最后运用极限平衡法对路基的整体稳定性进行验算分析,分别计算了天然和饱水两种工况下的稳定性系数。结果也表明在整个填筑过程中,路基的整体稳定性较好。     

考虑强度增长的淤泥路基稳定性研究

分级填筑施工是淤泥地基上修筑路堤常常采用的一种方法.在填筑过程中,必须验算每级荷载下地基的稳定性,以保证淤泥路基预压工程安全、合理.通过大量的十字板剪切试验、静力触探试验和扁铲侧胀试验,并结合有限元分析结果,研究了淤泥抗剪强度的分布规律和排水固结过程中抗剪强度的增长规律,发现排水固结前后淤泥路基强度基本随深度增加线性增长,排水固结过程中水平方向的抗剪强度增长速度不同.最后还分析了淤泥路基在填筑过程中抗剪强度变化规律对淤泥路基稳定性的影响.结果表明,既考虑填筑过程中淤泥路基的强度增长又考虑不同位置增长速率差异的稳定性分析结果更加符合工程实际情况.     

软土路基上路堤填筑方法的对比分析

基于非线性有限元方法, 针对路堤一次性填筑和分阶段填筑过程中路基的变形与破坏机理进行了考察.对比分析表明,当路堤填筑至设计高度时, 分阶段填筑得到的竖向沉降比一次性填筑的相应值要大, 路堤坡趾外的地面隆起变小, 路基侧向位移也变小, 且一次性填筑过程中的最小安全系数小于分阶段填筑过程中的相应值;因此, 分阶段填筑有利于加快路基的沉降和提高路堤的稳定性, 建议实际工程尽可能的采用该方法进行施工.     

降雨条件下拓宽路堤稳定性数值分析

基于非饱和渗流理论,在有限差分软件FLAC3D渗流模块的基础上,采用内置FISH语言自编程序实现了降雨条件下拓宽路堤上饱和-非饱和渗流过程的模拟,进而分析了降雨入渗对拓宽路堤孔隙水压力和饱和度的影响,以及土工格栅加筋和填料渗透系数对降雨条件下拓宽路堤稳定性的影响.研究结果表明:降雨初期路堤土体基质吸力迅速降低,边坡最先达到饱和状态,形成暂态饱和区;考虑降雨入渗影响时,拓宽路堤安全系数明显减小,土工格栅加筋可有效减小降雨入渗对拓宽路堤稳定性的影响;新路堤填料渗透系数对降雨条件下拓宽路堤稳定性的影响较大,实际工程中应保证路堤填土的压实度并采取边坡防护措施以减小雨水入渗的影响.     

降雨作用下路堤边坡水毁机理及影响因素分析

为明确降雨对路堤边坡内部渗流场以及稳定性的影响,对路堤边坡水毁机理及其主要影响因素进行了研究。在特定土质、压实度以及冲刷入渗时间等控制条件下,通过边坡模型试验探究降雨对边坡坡面冲刷破坏过程的特征,运用GeoStudio程序进行数值模拟分析,找出降雨作用下路堤边坡内部渗流场和稳定性的变化规律。结果表明:降雨过程中雨水冲刷造成边坡坡面结构破坏,而边坡内部受到雨水渗流作用导致稳定性降低,降雨作用从外到内对边坡造成影响;随着2种土质边坡压实度从85%提升至95%,砂性土边坡的冲刷量减少了46.18%,边坡安全系数提升了13.74%,黏性土边坡冲刷量降低了33.70%,安全系数提升了10.21%;随着降雨时间的增加,黏性土边坡后期冲刷深度趋于稳定,但砂性土边坡冲刷深度有增大的趋势;相同控制条件下,降雨前后黏性土边坡安全系数变化量小于砂性土边坡。因此,同等控制条件下,黏性土边坡的抗水毁性能以及整体稳定性均强于砂性土边坡,研究结果有助于更全面地了解降雨过程中路堤边坡的水毁机理及主要因素的影响规律,提高道路支撑的稳定性。     

高速公路复工路基土工格栅的加固补强稳定性

由于存在新老路基结合的问题,复建后路面出现了不均匀沉降,并出现了裂缝.根据路基实际情况,采用有限元分析软件midas GTS建立了路基模型,对加固后路基的应力、位移和各工况下土工格栅所承受的轴向内力进行了计算.通过计算得出,在复工路基植入土工格栅进行加固补强,在限制横向位移方面有一定的效果,但对于限制竖向沉降作用不大.当结合部位台阶高度为1.5 m时,路基边坡的横向位移及所受的剪应力均相对较小;在新旧路基填土上部增加3层格栅时,格栅所受的内力趋于稳定.     

四川盆地红层高填路堤沉降及稳定特性分析

川渝地区公路工程建设中,常形成红层高填路堤,其沉降及稳定特性决定了工程安全及质量。以乐山至西昌高速公路某处取样,室内测得红层填料物理力学参数后,考虑粒度分布、干湿循环、填方高度和边坡坡度,通过有限元数值试验探讨红层高填路堤施工过程中的沉降及稳定特性,然后利用极差分析获知各因素的作用效应主次。结果表明：路堤沉降具有累积效应,路堤坡面下方土体受偏压影响,最终体现为竖直向越靠近路堤顶面沉降量越大,水平向越靠近坡面沉降量越小;路堤填筑过程中,坡体内逐渐形成滑移曲面,边坡临界失稳高度受路堤材料和几何尺寸等因素影响;填筑完成后,各因素对路堤沉降量的影响主次为：路堤填高>边坡坡度>粒度分布>干湿循环,对滑移曲面至坡面最大距离的影响主次为：路堤填高>干湿循环>边坡坡度>粒度分布     

高速公路粉煤灰沉淀池场区地基加固技术研究

针对粉煤灰的工程特性,粉煤灰沉淀池场区用于路堤的加固措施进行了研究。研究表明,粉煤灰可用作路堤填料,但天然粉煤灰沉淀池场区地基承载力不满足使用要求。鉴于粉煤灰回弹模量及加州承载比(CBR值)与一般路基填土较为接近;且粉煤灰具有孔隙比大,黏聚力低的工程特性,粉煤灰沉淀池场区宜采用强夯法进行压实处理以满足道路路基承载力要求。粉煤灰沉淀池场区经强夯加固处理后,最大压实度可达93%,满足路堤压实度要求,最大承载力为加固前承载力的2.2倍,满足路基承载力要求。     

基于非饱和渗流原理的路基含水率预估

为了研究路基内含水率分布规律,确定地下水位、降雨和蒸发作用对路基材料含水率的影响,建立了基于非饱和渗流原理的有限元模型,进行稳态及瞬态的渗流计算,模拟粉质粘土、砂质粘土、亚粘土和亚砂土4种路基及边坡材料含水率的变化规律;通过埋设频域反射仪得到路基含水率年变化规律。研究结果表明：4种路基的含水率均随地下水位的升高呈指数形式上升,持续的降雨和蒸发作用对路基边坡影响深度范围为0.2～0.6m;基于非饱和渗流原理的有限元模型对路基含水率的预估具有较高的精度,能够达到工程应用要求。     

降雨对花岗岩残积土边坡孔压及稳定性影响

针对一个花岗岩残积土边坡的简化模型,基于非饱和渗流理论和Bishop条分法,利用Geo-Studio软件,对4种不同降雨模式下的边坡孔隙水压力和稳定安全系数进行计算与分析,得到主要结论:(1)降雨入渗对花岗岩残积土边坡的中上部有较显著的不利影响;(2)不同降雨模式对花岗岩残积土边坡的影响时效差异较大,前峰型和均布型、中峰型、后峰型降雨的最不利影响时刻分别在降雨后1.0~1.5d、1.5~2.0d、2.5~3.5d;(3)降雨入渗引起的花岗岩残积土边坡失稳形式,极可能是从坡体中部诱发的浅层滑坡。