公路非饱和路基土力学特性分析

非饱和土由于气体的存在,其性质与饱和土有显著的差异。采用室内外试验测试、数值分析和理论解析等手段,对非饱和路基土的物理力学特性以及影响非饱和土性质的主要因素——水对非饱和路基土物理力学特性的影响进行研究,分析非饱和土路基的强度与变形特性,提出基于非饱和土理论的路基设计及施工控制关键技术。     

公路非饱和路基土力学特性分析

非饱和土由于气体的存在,其性质与饱和土有显著的差异。采用室内外试验测试、数值分析和理论解析等手段．对非饱和路基土的物理力学特性以及影响非饱和土性质的主要因素——水对非饱和路基土物理力学特性的影响进行研究,分析非饱和土路基的强度与变形特性,提出基于非饱和土理论的路基设计及施工控制关键技术。     

含水量对非饱和黄土强度的影响

将非饱和土基质吸力对土体强度的贡献等效为小主应力增量, 通过分析土体极限应力莫尔圆的几何图形, 求得小主应力增量, 并认为土体在破坏时处于极限状态, 提出了粘聚力和内摩擦角同时变化时的土体强度计算方法, 得到了强度参数随含水量变化的函数关系式, 研究了非饱和黄土破坏时大主应力随含水量变化的关系曲线。分析结果表明:计算曲线与试验曲线的变化规律相同, 随着含水量的增大, 大主应力计算值和实测值的差异越来越小, 其相对误差最大值为11.63%, 最小值为1.59%, 说明该计算方法是可靠的;随着含水量的增大, 当粘聚力和内摩擦角同时变化时, 大主应力计算值较小, 当仅有内摩擦角变化时, 大主应力计算值较大, 两者相差1.26~2.17倍, 说明含水量的变化对非饱和黄土的强度有显著影响。     

基于遗传算法的土钉支护非饱和土边坡稳定性分析

介绍了土钉支护技术,利用极限平衡理论推导了非饱和土边坡土钉支护整体稳定性最小安全系数Fs,min公式。用MATLAB计算机语言实现了遗传算法寻找非饱和土素土边坡和土钉支护结构整体稳定性最小安全系数Fs,min的自动寻优。通过对一具体工程实例分析,得到降雨入渗对非饱和土边坡稳定的一些影响规律。     

降雨条件下黄土路基湿度场变化规律研究

以某黄土路基工程为依托,采用有限元软件对降雨入渗条件下非饱和黄土路基湿度场变化规律进行研究。计算结果表明:随降雨历时增加,湿润锋线向土体内部推进,降雨影响范围内土体含水率增大,孔隙水压力升高。近地表土体率先达到饱和,形成暂态饱和区,基质吸力消失。降雨影响深度与降雨历时基本呈线性关系,持续5 d后雨水浸入深度为4.44 m。受降雨入渗影响,路基边坡失稳破坏模式由潜在的深层滑移转变为浅层滑移。     

路基土的分类

介绍了路基土的分类。土作为路基建筑材料,砂性土最优,黏性土次之,粉性土属不良材料,最容易引起路基病害。重黏土,特别是蒙脱土也是不良的路基土。此外,还有一些特殊土类,如有特殊结构的土（黄土）、含有机质的土（腐殖土）以及含易溶盐的土（盐额土）等,用以填筑路基时必须采取相应技术措施。     

非饱和红黏土土水特性及强度特征研究

为研究红黏土土体非饱和特性,分别针对典型的原状和重塑红黏土,结合Geo-experts自平衡型压力板仪和ZJ型应变控制式直剪仪开展了不同干密度下土样的非饱和土水特征试验和直剪试验,探讨了红黏土的一些典型非饱和物理力学特征.研究结果表明:矿物赋存状态的改变和微结构的变化是导致红黏土重塑前后物理力学性质发生显著改变的重要因素;原状非饱和红黏土土水曲线呈现典型的三阶段型变化特征,具有较为明显的进气值和残余含水量,而重塑的非饱和红黏土则呈现半抛物线型变化特征;对于原状红黏土来说,非饱和土体黏聚力最大值出现在低含水率状态,对应的含水率比土水曲线的残余含水率高5%~10%.因此,在开展非饱和红黏土抗剪强度试验时,在相应含水率区间处适当增加试验组数可优化试验成果,对于重塑红黏土来说,可根据塑限含水率判断重塑红黏土内摩擦角开始显著减小的区间.      

用有限元强度折减法分析非饱和土边坡稳定性

大多数天然和人工土坡都是非饱和土边坡,由于基质吸力的存在使得边坡的安全系数有所提高。基质吸力和边坡的稳定性密切相关,然而基质吸力的大小随着边坡的环境改变而改变。基于Mohor-Coulomb破坏准则和强度折减法,针对不同地下水位、边坡坡度和基质吸力相关的内摩擦角b,对非饱和土边坡稳定性进行了有限元计算。计算结果表明,采用无量纲位移Eδmax/rH2随强度折减系数变化的关系曲线上位移陡然增大时所对应的强度折减系数,作为边坡的稳定安全系数是合理的。     

湿陷性黄土路基的施工处理

在公路工程中,湿陷性黄土地基较为特殊,这种地基在经过积水浸湿后,很容易造成结构的失稳,下面针对湿陷性黄土的破坏机理,提出相应的施工预防和处理措施,以保证公路工程的平稳性和使用质量。     

各向同性土与横观各向同性土的力学特性和持水特性

为了探讨不同初始状态下非饱和黄土的力学性质和水量变化规律之间的差异,提出了制备各向同性及横观各向同性试样的方法,用改进的非饱和土三轴仪对制备的各向同性、横观各向同性及常规重塑试样进行了72个三轴固结排水剪切试验. 试验结果表明:对不同削样角度的各向同性试样进行试验验证,发现其近似各向同性;3种不同初始状态下各向同性非饱和试样的破坏应力最大,横观各向同性非饱和试样次之;横观各向同性试样在剪切阶段的初始切线模量最大,其他两组试样的初始切线模量较小且近似相等;各向同性试样及横观各向同性试样在剪切的初始阶段均有轻微的剪胀现象,常规重塑试样均处于剪缩状态;不同初始状态下的各非饱和试样在剪切阶段吸力变化对排水的影响并不显著,其中横观各向同性试样的偏应力-含水率关系曲线的斜率绝对值最小,其他两组试验的斜率几乎相同,各向同性、横观各向同性及常规的重塑试样的力学特性及持水特性不尽相同. 本文的研究成果可为不同初始状态下各模型的建立及工程应用提供有益的参考.      

灰土桩在高速公路黄土地基处理中的应用

通过黄土路基和用灰土桩处理过的路基的比较,本文利用有限元分析了灰土桩在提高地基承载力和减小变形方面所起到的作用,对灰土桩复合地基的工作性状作了进一步的探讨,希望对工程实践有所帮助。     

基于冲击碾压技术的黄土路基试验研究

我国西部地区黄土分布较为广泛、土质较差,在这种地区高速公路路基碾压方法的选择和施工工艺的研究对于保证施工质量、提高施工效率具有非常重要的意义。通过黄土路基室内模型试验对比了静力碾压法、振动压实法以及冲击碾压法压应力和压实度的变化规律,得出了冲击碾压法为黄土路基最佳碾压方法;基于陕西省西汉高速公路黄土路基,基于冲击碾压法进行了现场试验,对比了孔隙比、湿陷系数、压缩模量、沉降量以及压实度随碾压次数的变化规律,得出了黄土路基进行压实施工时最合适的冲击碾压次数和有效深度,为冲击碾压技术在其他黄土路基工程中的应用提供借鉴。     

黄土路基的冲击压实技术研究

依托山西左权至黎城高速公路工程和阳泉至左权高速公路工程,对冲击压实技术在黄土路基填筑中的应用技术进行研究,以解决难以压实的技术难题,在保证高填方黄土路基压实质量的同时提高路基填筑的施工效率。     

膨胀土路基边坡稳定性分析

膨胀土具有吸水膨胀、失水收缩的特征。分析了膨胀土边坡失稳的主要原因:浸水使强度降低,裂隙使强度失去或降低并有积水压力,膨胀使滑面上剪应力增加降低稳定性。膨胀土边坡稳定分析不能完全按常规方法计算,提出了考虑膨胀在滑面上产生的剪应力影响采用有限元的分析方法。     

黄土路基内部水热传输规律分析

分析了路基内部水分存在形式和影响因素,通过建立数学模型对黄土路基内部水热传输规律进行分析。结果表明:路基中的水分从水势高处向水势低处迁移,从湿度高处向湿度低处流动;土体密度越大,水分迁移越困难,初始含水率越大,土体内部的水分容易迁移;路基冬季放热夏季吸热,内部温度保持10℃左右;在温度场影响下,距离路基表层和边坡表面越近,温度梯度越明显。     

关于湿陷性黄土路基处理方法的探讨

阐述了湿陷性黄土的定义、湿陷机理;并以闻合高速为例,介绍了常用湿陷性黄土处理方法,分析了各种方法各自的优缺点,并结合规范对湿陷性路基等处理要求,通过工程经济等综合比选,提出了各种方法的适用原则,以供交流、参考。     

砂性土路基应力-应变分析

通过对砂土的动力特性进行比较系统的研究,指出砂土作为路基填料与一般土质的区别,可为砂土路基施工提供参考.     

高速公路软土地区路基的施工分析

我国经济发展的同时也大力带动了我国交通运输业的发展,交通运输业发展的关键在于道路。在高速公路工程施工过程中,对施工技术工艺的要求越来越高,就高速公路工程而言,其较难控制的就在于软土地区的路基。在高速公路工程施工中,如果软土地区路基处理不当,会对路面等都带来不利影响,并且会严重影响高速公路的使用寿命。为此,需要深化对施工技术的研究和分析。     

软土地基路堤稳定性分析

对饱和软土发生稳定破坏的原因进行了分析,指出饱和土体的有效应力是影响土体稳定的主要原因,根据软土失稳破坏的机理,有针对性地提出了提高软基础稳定的措施与方法.