恩施地區(qū)軟巖填料的路用性能研究.pdf

1、恩施地區(qū)修筑公路，常會(huì)遇到采用軟巖填料填筑路基。該填料巖性較軟，強(qiáng)度較低，穩(wěn)定性較差。本文通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查、室內(nèi)外試驗(yàn)、理論分析及工后觀測(cè)，以紅官公路為依托工程，研究了恩施地區(qū)軟巖(主要是泥質(zhì)頁(yè)巖及砂質(zhì)頁(yè)巖)路用性能。 主要研究工作包括如下內(nèi)容： 1.對(duì)恩施地區(qū)軟巖填料的化學(xué)成分、級(jí)配特征、破碎特性、表面特征、非均質(zhì)和非連續(xù)特征、尺寸效應(yīng)等基本物理性質(zhì)進(jìn)行了試驗(yàn)研究。通過(guò)擊實(shí)、CBR、回彈模量、壓縮、直剪及三軸等室內(nèi)試驗(yàn)，研

2、究了軟巖填料不同粗顆粒含量、擊實(shí)功、替換法對(duì)最大干密度的影響規(guī)律；研究了軟巖填料不同粗顆粒含量、含水量及干密度對(duì)其壓縮性、黏聚力及內(nèi)摩擦角的影響規(guī)律；研究了軟巖填料在不同粗顆粒含量、含水量及不同圍壓條件下的剪脹性。 2.對(duì)軟巖填料路基進(jìn)行了動(dòng)力有限元分析。結(jié)果表明：軟巖填料路基變形對(duì)交通荷載變化很敏感。增大荷載，路基塑性變形及路基振動(dòng)位移、速度、加速度幅值隨之顯著增加。行車(chē)速度對(duì)路面變形的影響同樣不容忽視，行車(chē)速度越大，路面變形

3、越小。 隨著軟巖填料密度的增加，垂直位移分量、水平位移分量最大值、最大位移量、坡頂最大垂直位移分量(即路基表面最大沉降量)呈逐漸遞減趨勢(shì)。 3.將Grey模型非等時(shí)距時(shí)間序列采用拉格朗日插值函數(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)榈葧r(shí)距序列，引入高階弱化算子對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行弱化。通過(guò)對(duì)幾組數(shù)據(jù)的累加、均值生成、最小二乘估計(jì)，計(jì)算出系統(tǒng)發(fā)展系數(shù)和驅(qū)動(dòng)系數(shù)，得出估計(jì)模型。引入了VerhuLst模型進(jìn)行組合修正，建立路基沉降預(yù)測(cè)的最優(yōu)組合模型。該模型預(yù)測(cè)值的

4、預(yù)測(cè)偏差平方和(方差)最小，提高了預(yù)測(cè)值的準(zhǔn)確、穩(wěn)健性，優(yōu)于單一的灰色預(yù)測(cè)模型和Verhulst模型，能更好地對(duì)路基沉降量進(jìn)行預(yù)測(cè)。 4.根據(jù)軟巖填料強(qiáng)度的非線性，應(yīng)用最小勢(shì)能理論，建立了軟巖填料路堤邊坡穩(wěn)定性計(jì)算方法。該方法不需要進(jìn)行條塊劃分，通過(guò)分析邊坡整體的勢(shì)能變化進(jìn)行求解。安全系數(shù)可以直接求解，不需要迭代，計(jì)算過(guò)程簡(jiǎn)單，結(jié)果精確，實(shí)用性強(qiáng)。 5.本文綜合考慮穩(wěn)定性、抗沖刷性、經(jīng)濟(jì)性等因素，采用綜合賦權(quán)多屬性決策法