壓實黃土的工程性質(zhì)及應(yīng)用問題——以陜西關(guān)中西寶高速公路路基黃土為例.pdf

1、黃土是我國北方廣泛分布的一種特殊土，并被廣泛應(yīng)用于公路工程的建設(shè)。近幾年來，隨著公路建設(shè)的突飛猛進，對非飽和壓實黃土工程性質(zhì)的研究更具有現(xiàn)實意義。 論文在對西寶高速公路病害進行現(xiàn)場調(diào)查的基礎(chǔ)上，就病害的分布規(guī)律、病害的類型及產(chǎn)生機理作了分析，提出了黃土土性問題是公路病害產(chǎn)生的重要原因之一。論文以非飽和黃土為研究對象，以壓縮、直剪和三軸剪切試驗為手段，對非飽和壓實黃土的變形和強度特性進行了研究，分析了試樣含水率、干密度對其變形和強

2、度的影響，并在此基礎(chǔ)上提出了路基沉降量的計算式。 取得的主要試驗研究成果如下： (1)高速公路路基、路面病害二者是互相影響，互相加強的關(guān)系。指出了路基超標(biāo)沉降是引起路基路面病害的重要原因之一，將路基沉降分為整體沉降和局部沉降。對于局部沉降，根據(jù)水和荷載作用先后順序與程度，將其分為三種類型：A、水先起主導(dǎo)作用；B、荷載先起主導(dǎo)作用；C、水與荷載的耦合作用。 (2)在直接浸水條件下，同一干密度壓實黃土的總變形與起始含

3、水量和壓力有關(guān)，不再是壓力的單值函數(shù)。飽和壓實黃土的總變形是壓力的單值函數(shù)，其總變形系數(shù)與壓力的函數(shù)關(guān)系，結(jié)合改進的分層總合法可用于路基最大沉降量的計算。 (3)在相同干密度條件下，隨垂直壓力的增大壓縮變形系數(shù)增大。在相同垂直壓力作用下，隨干密度的增大壓縮變形系數(shù)減小。在同一壓力下，隨試樣起始含水量的增大壓縮變形系數(shù)逐漸增大，壓縮變形系數(shù)與壓力的函數(shù)關(guān)系，結(jié)合改進的分層總合法可用于路基壓縮沉降量的計算。分析了增濕變形與加荷變形的

4、關(guān)系，并建立了二者之間的換算關(guān)系式，可用于黃土路基增濕變形計算。 (4)同一干密度條件下，飽和濕陷系數(shù)隨起始含水量增大而減?。煌粔毫l件下，飽和濕陷系數(shù)隨干密度增大而減小；同一含水量條件下，飽和濕陷系數(shù)隨壓力增大而增大。壓縮變形與飽和濕陷變形的關(guān)系：在黃土增濕過程中壓縮變形系數(shù)的增長率等于飽和濕陷系數(shù)的衰減率。對比了單線法和雙線法研究壓實黃土濕陷系數(shù)的結(jié)果，并得出浸水路徑是其差異產(chǎn)生的主要原因之一。 (5)通過研究壓實

5、黃土壓縮變形速率和濕陷變形速率，得出了壓縮變形量、浸水后壓縮變形量與浸水濕陷變形量和時間的函數(shù)關(guān)系，以用于預(yù)測和計算路基隨時間變化而產(chǎn)生的沉降量。 (6)在含水量較小的情況下，黃土的抗剪強度由其本身的粘結(jié)強度決定，反之則由摩擦作用決定。無論在含水量較小還是在含水量較大的條件下，其應(yīng)力應(yīng)變曲線的峰值剪應(yīng)力隨著干密度的增大而增大。 (7)對應(yīng)不同階段的圍壓和含水量，壓實黃土的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系對應(yīng)不同的數(shù)學(xué)模式。分析了雙曲線數(shù)學(xué)模