干湿循环下夹泥碎石土路基力学特性研究

摘要

随着我国高速公路建设不断向中西部山区发展,碎石土越来越广泛地被应用于路基的填筑,碎石土路基的各种力学特性也越来越受研究人员的重视。与其他类型碎石土相比,夹泥碎石土由于含泥量较高而具有独特的力学性质,特别是在干湿循环条件下其力学特性会发生很大变化,从而影响路基的工作性能。但目前关于碎石土的研究较为有限,特别是在夹泥碎石土方面的研究几乎处于空白状态,因此进行干湿循环下夹泥碎石土力学特性的研究具有较高的理论意义和工程应用价值。
　　 本文以大浏高速公路建设项目为依托,在查阅大量相关文献,总结现有研究成果的基础上,通过现场工程地质情况调研,确定以大浏高速公路夹泥碎石土路基为研究对象,并制定了本研究的方向和内容。本研究采用大三轴试验仪和自行研制的干湿循环大直剪仪进行室内试验,通过室内大三轴试验、干湿循环直剪试验,结合灰关联分析法和多元线性回归法进行夹泥碎石土抗剪强度影响因素、干湿循环下夹泥碎石土力学特性和干湿循环下夹泥碎石土边坡稳定性的研究,并通过工程实例验证研究成果的可靠性。具体研究如下:
　　 (1)考虑含石量、含泥量、含水率和最大干密度对抗剪强度的影响,采用正交试验方法进行大三轴试验。根据试验结果,通过灰关联分析法分析各影响因素与夹泥碎石土抗剪强度的关联度,并采用数据分析软件进行多元线性回归的分析,得到夹泥碎石土抗剪强度与含石量、含泥量、含水率和最大干密度之间关系,拟合得到夹泥碎石土基于含石量、含泥量、含水率和最大干密度的抗剪强度经验公式。
　　 (2)采用自行研制的干湿循环大直剪仪,分别进行夹泥碎石土抗剪强度、蠕变和压缩变形的干湿循环试验,对试验结果进行分析得到干湿循环对夹泥碎石土抗剪强度、蠕变特性和压缩变形的影响规律。结合数据分析软件分析得到干湿循环下大浏高速公路夹泥碎石土路基抗剪强度修正经验公式。
　　 (3)考虑干湿循环作用的影响,将干湿循环下大浏高速公路夹泥碎石土抗剪强度经验公式运用于边坡稳定分析中。分别采用传统简化的毕肖普法、干湿循环下抗剪强度经验公式法对大浏高速公路夹泥碎石土边坡工程实例进行安全系数计算,并对两种方法所得到的边坡安全系数结果进行比较分析,验证研究成果的可靠性。
　　 本文的研究成果可用于指导大浏高速公路夹泥碎石土路基建设工程,也可为其他同类工程提供参考依据。本文提出的夹泥碎石土路基研究思路还可为碎石土路基的进一步研究提供参考和借鉴,对以后碎石土路基的设计和施工都具有重要指导意义。