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原文传递山区公路沿河路基防护结构的工程特性研究

论文题名：	山区公路沿河路基防护结构的工程特性研究
关键词：	沿河路基;冲刷深度;土压力;孔隙水压力;挡墙
摘要：	山区公路多沿河布线，路基失稳破坏现象时有发生，许多防护措施已经在实践当中采用，如浆砌或干砌块石、现浇混凝土、预制混凝土块体等结构形式，采用这些结构形式在保持岸坡的稳定性方面起到了一定的作用，但是由于沿河路基所处环境的复杂性，许多地区防护工程使用效果不佳。多条沿河公路路基防护的实践表明，路基工程的投资增加，在很大的程度上，是由于防护结构问题引起的变更造成，因此，如何根据沿河路基防护结构的工程特性，对防护结构物进行合理的选型和设计，已成为设计、建设单位十分关注的问题。论文在总结前人研究成果的基础上，主要进行了以下几方面的工作： (1)总结了目前沿河路基主要防护型式，按其构造和作用分为两大类：①直接防护，主要有植被护坡、抛石护坡、挡土墙护坡、护坦防护、铺砌护坡五种形式；②间接防护，主要有丁坝和丁坝群两种形式，并提出了各种形式的适用条件； (2)从宏观上把影响沿河路基及其防护结构稳定性的因素归纳为两个方面：①坡体内剪应力增加；②滑带岩土体强度降低。并从这两方面出发，结合现场调查资料，以重力式挡墙为例，归纳了防护结构的主要病害，包括倾覆破坏、整体破坏、基础冲刷淘空、滑移破坏、泄水孔堵塞、勾缝砂浆脱落、墙背填土沉陷变形、沉降缝和伸缩缝破损变形等多种类型，并分析了其成因机制，针对性地提出了处治对策：①优化细部设计；②采用凸楔基础；⑨控制渗透变形；④采用石笼护坡以及生态型防护技术； (3)根据沿河路基自身的特点，分析了河流直道和弯道上不同的冲刷规律；影响冲刷深度的因素主要有三个：几何边界条件、水流因素、河床质因素，从这三个因素出发，对现有的冲刷深度计算公式进行了评述，发现蒋焕章提出的公式对因素的考虑比较全面，而且对清水冲刷和深水冲刷两种冲刷机理有所不同的情况分别予以计算，因此建议使用该公式； (4)对沿河路基挡墙的结构进行了简化，针对路基排水系统沿墙土界面布置、沿填土底面布置和路基排水系统完全实效三种情况，提出了土压力的计算方法，通过实例分析，提出了有结论性的建议：①确保路基排水系统的有效性对路基挡墙的稳定性是很重要的；②排水系统沿填土底面布置比沿墙土界面更有利于路基挡墙的稳定； (5)利用室内物理模型试验，对河水位升降情况下沿河路基挡墙进行了模拟，试验结果表明：土压力和孔隙水压力的变化相似，大致是随着水位的升降而变化。并应用PLAXIS软件对室内试验进行数值模拟，把数值分析结果与物理模型试验结果进行对比，发现水、土压力随水位升降的变化规律都是一致的，而且数值模拟结果可以更清楚的反映水压力的变化，对挡板的位移变形的数值模拟表明，水位下降对挡墙的稳定性是不利的； (6)采用模糊多属性决策的方法，以欧氏权距离为基础建立目标函数，综合考虑经济性、结构的工程特性、施工可行性等多种难以量化的因素，对这些因素进行模糊处理，得出了最优的防护结构选型方案，并结合沿河路基特点，提出了防护结构一般的设置原则。根据河湾冲刷规律和各种防护结构的适用条件，结合实际情况，因地治宜地选择防护型式，有效地防治可能发生的病害，一定能够使沿河路基的防护达到满意的效果。
作者：	王操
专业：	道路与铁道工程
导师：	柴贺军
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