炭質(zhì)泥巖水理特性及其路堤工后動(dòng)力變形特征研究.pdf

1、炭質(zhì)泥巖在我國(guó)廣西、云南、貴州等西部地區(qū)廣泛分布。因遇水易崩解，過去在高速公路、鐵路的建設(shè)中，都繞道或?qū)⑻抠|(zhì)泥巖棄之不用，換土處理。為了保護(hù)土地、保護(hù)環(huán)境和節(jié)約建設(shè)成本等，在炭質(zhì)泥巖地區(qū)修筑高速公路或鐵路應(yīng)盡可能地采用炭質(zhì)泥巖作為路堤填料。因此，本文以廣西六寨至河池高速公路為依托，結(jié)合國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“炭質(zhì)泥巖路堤濕化變形機(jī)理及控制研究”，針對(duì)炭質(zhì)泥巖的水理特性和以炭質(zhì)泥巖作為路堤填筑材料的工后動(dòng)力變形等關(guān)鍵性問題，進(jìn)行了較深入的研

2、究。
　　 本文為了研究炭質(zhì)泥巖的水理特性，設(shè)計(jì)了室內(nèi)室外兩種試驗(yàn)方法，從試驗(yàn)方案、試驗(yàn)設(shè)備、試驗(yàn)結(jié)果及其結(jié)果分析等四個(gè)方面詳細(xì)闡述了炭質(zhì)泥巖崩解過程。引入分形理論對(duì)炭質(zhì)泥巖的崩解過程進(jìn)行研究，并以分形維數(shù)作為判斷炭質(zhì)泥巖崩解完成與否的控制指標(biāo)。認(rèn)為在實(shí)際工程中，當(dāng)炭質(zhì)泥巖分形維數(shù)達(dá)到2.3～2.5時(shí)，其崩解趨于穩(wěn)定，可將其作為高速公路路基填料。
　　 車輛荷載作用下炭質(zhì)泥巖路堤動(dòng)力變形特征對(duì)公路運(yùn)營(yíng)期有較大影響。以廣西

3、六寨至河池高速公路K19+140路堤為工程背景，結(jié)合FLAC3D有限差分軟件，考慮單輪組加載，建立炭質(zhì)泥巖路堤彈塑性本構(gòu)模型，分析路堤在不連續(xù)半正弦波荷載作用下的動(dòng)力響應(yīng)以及不同工況下的變形特征。分析結(jié)果表明，單次加載與重復(fù)加載下路堤均表現(xiàn)出明顯的彈塑性變形特點(diǎn)，變形累積;路堤主要工作區(qū)為路床頂面以下6m厚的路基層;路堤豎向位移在靠近加載區(qū)域變形較大，遠(yuǎn)離加載區(qū)域變形較小，橫向位移在加載區(qū)域兩側(cè)向兩邊發(fā)展，且路堤坡腳處達(dá)到最大值;行車速