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膨胀土工程性质及边坡稳定性研究
| 论文题名： | 膨胀土工程性质及边坡稳定性研究 |
| 关键词： | 高速公路;膨胀土地基;边坡工程;边坡稳定性 |
| 摘要： | 本文以南宁(坛洛)至百色高速公路膨胀土地基边坡工程实践为依托，开展了膨胀土工程特性及边坡稳定性研究。在前人研究成果的基础上，进一步探索膨胀土工程性质，研究膨胀土边坡破坏机理，提出适用于膨胀土地基边坡稳定性分析方法及普遍适用于膨胀土地区的填方边坡填筑技术。研究的主要内容及取得的成果如下： (1)讨论了膨胀土的胀缩特性。分析了膨胀土胀缩特性较为重要的两个方面-膨胀力与膨胀变形的变化规律。 (2)膨胀土抗剪强度特性研究。采用直剪试验对膨胀土强度变化规律进行研究。结果表明膨胀土抗剪强度遇水下降显著，且粘聚力与内摩擦角的对数与含水率之间具有良好的线性关系，并给出了依托工程膨胀土总强度与含水量的关系。 (3)通过算例证实了有限元强度折减法用于复杂边坡稳定性分析是可行的。 (4)膨胀土边坡失稳破坏机理分析。采用有限元强度折减法分别对南宁(坛洛)至百色高速公路某段膨胀土地基填方和挖方边坡稳定性进行详细分析。计算结果表明，对于膨胀土地基上的填方边坡，当膨胀土地基浸水后，强度极度弱化，造成填方置于软弱夹层上，如果地基具有一定横向坡度或纵向坡度，将可能造成边坡的变形甚至失稳。对于挖方边坡，除了边坡土体浸水引起强度减小外，影响边坡稳定的另一个重要因素是因含水量变化而引起的膨胀力，对于此类边坡，膨胀力对边坡稳定性的影响十分显著。 (5)膨胀土地基填方边坡填筑技术研究。采用有限元强度折减法，首次针对某一膨胀土地基横坡角度α开展边坡极限填高计算。计算结果表明，边坡极限填高与地基横坡角度α和sin(α)间存在良好的线性关系。另外还针对地面横坡较大的膨胀土地基上填方高度较大时采用错台处治技术进行了分析。结果表明，采用开挖宽台阶的方法，一方面可以降低填土部分原状地基土的坡度，同时可以有效阻止水对膨胀土地基的软化，有利于保证整个边坡的稳定，是斜坡膨胀土地基上边坡填筑的有效处治方式。本研究提出的极限填高计算方法和错台技术，可为《公路路基设计规范》(JTGD30-2004)的修订和完善提供参考。 (6)将开挖宽台阶和底部加铺土工格栅的处治技术应用于南宁(坛洛)至百色高速公路边坡工程，经稳定性分析表明，采用开挖宽台阶和底部加铺土工格栅的处治方式是可行的，适宜在同类工程中推广使用。 |
| 作者： | 骆大春 |
| 专业： | 水工结构工程 |
| 导师： | 程昌华;刘明维 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2008 |
| 正文语种： | 中文 |
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