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原文传递填砂路基边坡稳定性研究

论文题名：	填砂路基边坡稳定性研究
关键词：	填砂路基;风化料;边坡稳定性分析;包边;影响因素;路堤高度;河砂;厚度;两种形式;含水率;变化规律;复合式;直剪试验;路基填料;抗剪强度;耕地资源;地震作用;路基边坡稳定性;压实度;趋势线
摘要：	为了减少高速公路建设对宝贵的耕地资源的占用,并充分利用公路沿线丰富的河砂资源,本课题选用天然河砂与岩石风化料作为路基填料进行路基填筑,以路堤边坡稳定性分析为主线,以风化料包边填砂路基与河砂风化料分层混填复合式填砂路基为研究对象,分析路堤高度、路堤边坡坡度、风化料包边厚度、路基填料压实度及含水率对路堤稳定性的影响规律。从而,在实际工程中严格控制各个影响因素,为工程实践提供指导,也为今后对相似形式路堤的研究提供参考。　　首先,文章进行必要的材料性能研究,分析河砂与风化料物理特性、工程特性及力学特性,为文章后面的稳定性分析做好准备工作。然后,在只考虑自重作用的前提下,分别采用条分法和强度折减法,对两种形式的路基边坡稳定性,受各个影响因素的作用情况进行较系统的分析。最后,较为简单的讨论了考利地震作用下的边坡稳定性分析以及基于概率论的边坡可靠度分析。　　通过本文的试验研究,发现河砂在一定的含水率状态下表现出明显的粘聚力,不应当忽略其对边坡稳定性分析结果的影响,通过大量的直剪试验得出抗剪强度τ与河砂的干密度ρd、饱和度Sr及直剪试验的竖向压力ρ之间存在较好的回归关系: 　　 τ=36.6667Sr(1-Sr)+p·(0.5011ρd-0.3256Sr)此外,风化料的三轴试验剪切曲线可以由Duncan-Chang模型拟合,且拟合的效果较好。　　通过本文稳定性分析,发现两种形式的填砂路堤的安全系数Fs随路堤高度H增大而减小的趋势线可近似的表述为幂函数,同时,随河砂含水率ω增加为减小的趋势线可采用类似Duncan-Chang模型的双曲线近似表示,在所所考察的因素当中,风化料包边厚度对于Fs值影响较小,其随着包边厚度增加Fs反而出现减小的趋势,但只这一规律不具普遍性,仅限于地基抗剪强度较弱且风化料相比河砂自重较大的情况。综合各个因素对Fs的影响,得到与所有影响因素的表达式为:式中,式中,H表示路基高度；C表示风化料包边的厚度；R为坡比的倒数；ω表示含水率；D表示压实度；a、b为待定系数。　　考虑地震作用时,拟静力法分析所得Fs随各影响因素的变化规律基本与静力分析的结果一致,但是Fs随坡度变化规律除外,即Fs随坡度变换而减小,然而这一规律也仅限于本文所采用的地基条件与风化料的材料属性。采用动力分析时,发现随包边厚度的变化存在一个峰值,且此峰值出现在包边厚度为2.5m附近。　　通过边坡可靠性分析,同样发现包边厚度的变化对Fs的影响甚微,同时,这部分的分析结果表明这两种形式的路堤都是安全的。　　此外,在各项分析过程中,对比两种路基的稳定性分析结果,表明复合式填砂路基的边坡稳定性与可靠性明显优于一般的风化料包边填砂路基,在相同填筑高度情况下,复合式路基可进一步收缩坡脚,从而节约更多的耕地资源。
作者：	马成
专业：	道路与铁道工程
导师：	刘树堂
授予学位：	硕士
授予学位单位：	山东大学
学位年度：	2010
正文语种：	中文