大戛高速公路水敏性软岩高填方路基稳定性及其控制研究

发布时间：2020-08-02 05:51

【摘要】：在我国高速公路建设中,由于我国幅员辽阔,受自然环境、地理位置和地质条件等因素的限制,挖填方工程规模巨大。在多山地区公路建设中本着因地制宜、就地取材的原则,挖方弃料作为路基填筑材料被广泛采用。而将易崩解、易软化且水敏性强的水敏性软岩作为路基填料时,其工程特性的演变及长期稳定性问题的研究尚未引起重视,由此带来的设计理论和施工技术问题亟待解决。本文依托新平县大开门至戛洒高速公路工程(大戛高速),采用室内试验、现场试验和数值模拟等研究方法,对沿线广布的三叠系、侏罗系砂泥岩、泥岩等多种水敏性软岩,开展了干湿循环条件下的工程性能试验、路基长期稳定性评价及控制措施等方面的研究。本文的主要研究成果如下:1、大戛高速试验段属于山麓斜坡松散沉积物堆积区,为中山缓坡地带,坡度16～23°;通过现场勘察和矿物成分分析发现此类紫红色泥块状水敏性软岩主要由黏土矿物和长英质颗粒组成,弱胶结的黏土矿物含量高达57.4%,故其表现出易崩解、易软化及水敏性强的工程特性。2、干湿循环作用的本质是破坏了水敏性软岩的颗粒结构,与初始状态相比,干湿循环作用增强了水敏性软岩的粘聚力c,增幅为66.7%,但减小了其内摩擦角φ,降幅为62.5%,总体上仍弱化了水敏性软岩填料;同时试验结果表明,抗剪强度的衰减集中于前6次干湿循环,降幅占比86.6%,之后趋于稳定。3、基于FredlundXing模型建立了降雨入渗作用下的水敏性软岩高填方路基渗流模型,采用Seep/W数值模型验证了该模型的合理性。计算结果表明:受降雨入渗的影响,路基土体内部的孔隙水压力由负变正,基质吸力逐渐丧失,路基稳定性系数不断减小;路基不同位置的概化湿润峰深度不同,坡脚、中部浅层、中部深层和坡顶处的概化湿润峰深度分别为5m、8m、10m、12m。4、基于Green-Ampt入渗模型建立了考虑湿润峰折减区的水敏性软岩高填方路基渗流模型。研究表明:仅考虑降雨入渗作用时最小稳定性系数为1.99,当考虑降雨入渗和干湿循环共同作用时最小稳定性系数为0.92,路基失稳;稳定性系数的衰减集中于前9期干湿循环,降幅占比92.1%,之后趋于稳定。5、基于水敏性软岩高填方路基长期稳定性模型分析研究了上覆荷载、竖向间距及铺设长度等因素对土工格栅加筋层的控制效果受到的影响。计算结果表明:受上覆荷载的影响中部浅层滑动面的加固效果最显著;当竖向间隔2m、铺设长度8m时路基稳定性提升显著,且工程造价较低。
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：U416.1
【图文】：

技术路线图,技术路线,高填方路基,渗流模型

图１－１技术路线逡逑Ｆｉｇ．邋１－１邋Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ邋ｒｏｕｔｅ逡逑

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逦大戛高速沿线工程地质概况逦逡逑２大戛高速沿线工程地质概况逡逑２．１引言逡逑大戛高速是玉溪至临沧至孟定口岸高速公路中的一段，是云南省人民政府批逡逑准实施的《云南省网规划（２０１４？２０３０）》中省高速公路网的组成路段，路线起逡逑点接国高网Ｇ８５１１昆明至磨憨高速公路，后期高速公路延伸至临沧临翔区，同时逡逑规划连接杭瑞氋速公路的大理至临沧联络线（Ｇ５６１２）及省高速公路临沧至孟定公逡逑路，是昆明经临沧至孟定口岸通往缅甸的最便捷通道。逡逑Ｈ…自￣￣￣逡逑

临沧,玉溪,隧道,昆明

一逦Ｋ邋．邋ｆ＇．＇ｉ１１逡逑图２－１云南省公路网规划图逡逑Ｆｉｇ．邋２－１邋Ｙｕｎｎａｎ邋Ｐｒｏｖｉｎｃｅ邋Ｈｉｇｈｗａｙ邋Ｎｅｔｗｏｒｋ邋Ｐｌａｎｎｉｎｇ逡逑本项目是昆明至玉溪至临沧至孟定口岸氋速公路的组成部分。玉溪至临沧高逡逑速公路东连国家氋速公路网昆磨高速（Ｇ８５１１），同时向西延伸与规划的者东至临逡逑沧、大理至临沧、临沧至孟定（清水河）、临沧至景洪高速公路衔接，对完善国逡逑家高速公路网和云南路网布局，形成昆明一缅甸的国际大通道具有重要意义。逡逑项目路线起点（Ｋ０＋０００）起于玉溪市新平县大开门，止于（Ｋ６６＋６５０）戛洒逡逑镇北，设置连接线接戛洒大道，远期向西延伸接者东至临沧高速公路。路线全长逡逑６６．６５１ｋｍ。沿线主要控制点：大开门、冲山隧道、平甸河水库、新平东互通、新逡逑平西互通、莫洛黑大隧道、依施达隧道、戛洒江特大桥、达哈枢纽互通等。逡逑１１逡逑

【参考文献】