云南省土石混填渗水高陡路堤稳定技术研究

摘要

在我国的山岭和丘陵地区,地质水文条件和地形地貌较复杂,为了满足公路线性要求,很多时候会产生大的填方和挖方。如果能将开挖山体和隧道得来的土石混合体用作路基填料,不仅能充分利用这些土石混合体,还能降低土石方调运成本,节约工程成本和资源。但作为路基,必须满足压实特性,湿化特性,边坡稳定性等众多方面的要求。但目前对于土石混合料用作路基填料的研究较少,在很多方面尤其是湿化特性的一些规律还没有形成统一的意见。为了更好的将土石混合料应用在公路工程中,本文利用采自云南的土石混合料为试验材料,研究了土石混合料的压实特性、湿化特性、以及土石混填路基的稳定性研究和流固耦合分析,并得出相关结论。本文主要进行了以下几方面的研究工作:
　　 ①通过筛分试验、大型击实试验、CBR试验研究了土石混合料的压实特性和强度特性。得出土石混合料最大干密度和最佳含水量得关系,得出土石混合料作为路基填料是可行的。
　　 ②通过GDS三轴仪对土石混合料进行三轴湿化饱和试验,研究土石混合料的湿化特性,得出了土石混合料湿化轴向应变随着含石量和应力状态变化的变化而变化,得出了相关变化规律。
　　 ③以云南省红河至南沙二级公路K40+850～K40+910段高填方为依托工程,研究土石混合料用作路基填料时的路基边坡稳定性,本文依托工程填方边坡高度高达55米,分析前,先通过CAD和ansys计算软件建立边坡模型,再通过ansys toflac转换程序导入FLAC3D中计算边坡安全系数,计算结果表明边坡稳定。
　　 ④利用FLAC3D,通过在模型中建立水位面,分析地下水对边坡稳定性的影响。分析结果显示渗水路堤的安全系数比无水路堤的安全系数要小,说明地下水的存在会对边坡稳定性产生一定的影响,但是因为挡墙和锚索的存在,渗水路堤的安全系数仍然大于1,依托工程边坡仍然稳定。
　　 ⑤本文在前人研究的基础上探讨了土石混填路基的施工工艺与施工质量检测两个方面。总结出了现行施工工艺中适合土石混填路基的方法,还讨论了现行路基施工质量检测方法的优缺点,介绍了土石混填路基压实质量的面波检测技术和附加质量法的详细使用方法。提出路基无损检测是未来检测方式的发展方向。
　　 经过对试验材料的压实特性、湿化特性、依托工程边坡稳定性和渗水条件下边坡稳定性的分析,综合所有结果得出在含石量为65％、50%和35%的土石混合料中,含石量为65%的土石混合料最适合用作高填方路基填料,土石混合料的含石量为50%时最不适合用作填料。
　　 关健词:土石混合料;压实特性;湿化变形;FLAC3D;边坡稳定分析;渗水路堤。