膨脹土路塹增濕變形條件下的路基路面力學(xué)響應(yīng)分析.pdf

1、膨脹土問題是工程地質(zhì)和非飽和土力學(xué)領(lǐng)域中最為復(fù)雜的研究難題之一。由于膨脹土的強脹縮性、多裂隙性以及干濕循環(huán)后強度降低等不良工程特性經(jīng)常導(dǎo)致膨脹土邊坡的各種失穩(wěn)破壞以及膨脹土地區(qū)的路面出現(xiàn)開裂、不均勻隆起等病害，在路面中產(chǎn)生較大附加應(yīng)力，從而影響路面結(jié)構(gòu)的長期穩(wěn)定性。而降雨，特別是歷時長、強度大的暴雨，改變了路塹中的滲流水壓力和濕度場分布，更是導(dǎo)致邊坡失穩(wěn)破壞和路面破壞，對公路工程造成極大的經(jīng)濟損失。 本文根據(jù)南友路典型地質(zhì)特點，

2、針對K133+900km處路塹段建立了相應(yīng)的計算模型；以施工完成時的狀態(tài)作為初始狀態(tài)，運用非飽和土滲流理論，采用有限元分析軟件對膨脹土路塹進行了降雨條件下的瞬態(tài)滲流分析；得到降雨不同時刻后路塹中的壓力水頭分布和壓力水頭增加值分布。 根據(jù)滲流分析的結(jié)果，運用濕度應(yīng)力場理論計算了膨脹土路塹的不均勻增濕變形，本文得到膨脹土路基頂面的不均勻豎向變形以及路塹邊坡坡面?zhèn)认蛭灰?，并計算了路面結(jié)構(gòu)對膨脹土路基頂面不均勻豎向變形的力學(xué)響應(yīng)。計算的

3、結(jié)果表明，路面結(jié)構(gòu)的面層頂面和基層頂面均受到了拉應(yīng)力的作用，會對路面結(jié)構(gòu)造成破壞作用，降雨時間越長對路面結(jié)構(gòu)的影響越大。通過對路面結(jié)構(gòu)各層的彈性模量和層厚進行調(diào)整，獲得了較為合理的路面結(jié)構(gòu)。 最后利用膨脹土路塹不均勻增濕變形分析得到的應(yīng)力、應(yīng)變結(jié)果，以及Mohr-Coulomb強度準(zhǔn)則對膨脹土路塹邊坡的穩(wěn)定性進行了分析；根據(jù)有限元軟件ANSYS的單元表功能進行計算分析，獲得了邊坡內(nèi)安全系數(shù)的等值線分布，從而獲得了膨脹土路塹在降雨