干湿循环作用对黄土路堤边坡强度影响及稳定性分析

发布时间：2020-04-30 04:44

【摘要】：本文以三门峡至淅川高速公路(灵宝-卢氏-西坪段)处Q_3的黄土路堤边坡为研究对象,研究黄土路堤边坡在干湿循环作用下的承载比CBR值、粘聚力c、内摩擦角φ等变化规律。抗剪强参数大部分以试验为主,试验条件不同,得到的试验参数差别很大,因此需要结合实际工况进行有效取参。本文通过对试验样土进行CBR试验和三轴剪切试验,得到不同干湿循环条件下的路基承载力的变化规律和粘聚力c、内摩擦角φ等抗剪强度参数的变化情况,揭示黄土强度在不同条件下的衰减力学机制以及黄土路堤边坡的变形破坏情况,为实际工程提供了一定的参考依据。最后以土体Mohr-Coulomb变形破坏理论为依据,利用PLAXIS软件进行坡体变形与稳定性分析,得到一些有意义的研究成果如下:(1)在CBR实验中,CBR值均随着循环次数的增加而降低,在循环次数相同时,贯入量随着单位压力的增加而增加,循环次数越多,土体破坏情况越严重。多次循环后土体强度劣化效应累积,强度降低明显,破坏结构原有的整体性,使得土体强度降低。(2)在三轴剪切实验中,压实黄土的试样破坏形式主要有弱软化型、理想弹塑性和弱硬化型三种表现形态。试件随着含水量以及压实度的增加,试样的应力—应变曲线由弱软化型向理想弹塑性再向硬化型转变的趋势,随着干湿循环次数的增加,试样的应力—应变曲线有理想弹塑性向弱硬化型转变。其中粘聚力c与含水量w的关系为线性相关,与压实度的关系为指数关系,随着干湿循环次数的增加而减小,内摩擦角随着含水量的增加以及干湿循环次数的增加而减小,随着压实度的增加而增加,且影响因素中含水量对抗剪强度参数变化影响最大。(3)随着含水率的增加,位移变形量逐渐增加,路堤边坡的稳定性系数逐渐减小,稳定性降低,抵抗变形能力减弱,受含水率影响明显,当含水量为9.7%时,坡体的塑性变形从坡脚开始,坡体浅层最先受到影响,局部变形明显;当含水量为18.7%时,位移变形逐渐向最底层坡脚集中且逐渐变大,最终在坡脚产生一定的位移变形量,整个坡体位移变形从局部到整体。(4)稳定性分析中,随着干湿循环次数的增加,路堤边坡变形位移量增加,整体稳定性遭到破坏,土体强度降低,抵抗变形能力降低,路堤边坡的位移变形范围逐渐从浅层局部向深层坡脚扩散,说明干湿循环效应对坡体的影响是由浅入深,由局部到整体扩散。(5)当路堤边坡经历第3次干湿循环后,第三层路堤坡脚有明显位移变形,第5次干湿循环后坡脚位移增大明显,且影响范围扩大,说明经历多次循环后,坡脚破坏的可能性较大。根据不同条件下坡体位移云图知,含水量的变化对坡体的影响比干湿循环对坡体的影响要大。
【图文】：

技术路线

第2 章 工程地质条件2.1 地理位置条件拟建三门峡至淅川高速公路纵贯河南省西部，，地理位置如图2-1所示，该路段是连接连霍、沪陕高速公路的重要南北通道。灵宝-卢氏段是其北段，起于灵宝市东北接连霍高速，向南止于卢氏县北侧，路线走向整体呈北向南，沿G209布线，项目行政区划属灵宝市大王镇、川口乡及卢氏县官道口镇、杜关镇及县城城关，路线全长约为80.933km。线路走廊省道、县道、乡村公路相连，交通条件较便利，路线在K65磨盘桥附近再次跨越G209国道后，偏离国道209
【学位授予单位】：武汉工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U416.12

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本文编号：2645406