沿河路堤縱向裂縫形成機(jī)理與自治方法研究.pdf

1、我國(guó)東部沿海地區(qū)河網(wǎng)稠密，許多公路修建在河堤上，隨著交通量的增加，河堤進(jìn)行了拓寬改造。沿河公路路堤不僅要承受交通荷載的作用，還要抵抗河水的侵蝕和滲透，承擔(dān)防洪的作用。沿河公路路面經(jīng)常出現(xiàn)縱向裂縫，這些縱向裂縫規(guī)模大、養(yǎng)護(hù)難度大，會(huì)影響到道路通行。本文結(jié)合典型的沿河公路工程-江蘇淮江公路，在研究縱向裂縫發(fā)育特征和分布規(guī)律基礎(chǔ)上，通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)、數(shù)值模擬和理論分析相結(jié)合的方法，對(duì)路堤縱向裂縫形成機(jī)理和處治方法進(jìn)行系統(tǒng)研究，主要研究?jī)?nèi)

2、容及成果總結(jié)如下：
　　(1)系統(tǒng)總結(jié)了飽和非飽和滲流場(chǎng)與應(yīng)力場(chǎng)耦合分析的研究進(jìn)展，全面回顧了路堤縱向裂縫形成原因與處治方法的研究成果，指出了存在的問(wèn)題。
　　(2)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和室內(nèi)試驗(yàn)，研究了沿河公路縱向裂縫的發(fā)育特征及分布規(guī)律，闡明了縱向裂縫與路堤拓寬、水位變化、路堤高度的相關(guān)關(guān)系。
　　(3)選取代表性斷面，通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)和CPTU測(cè)試技術(shù)，研究了沿河公路新老路堤土體的物理力學(xué)特性；結(jié)合蠕變?cè)囼?yàn)，研究了新老路堤土

3、體的長(zhǎng)期變形特性的時(shí)間效應(yīng)。分析表明，老路堤土體指標(biāo)優(yōu)于新路堤，特別是壓縮系數(shù)指標(biāo)差異明顯，新路堤土體蠕變特性更顯著。
　　(4)采用多孔介質(zhì)預(yù)測(cè)滲透系數(shù)的方法，研究了基于體積含水量和基質(zhì)吸力的非飽和滲透系數(shù)分析方法；介紹了飽和－非飽和滲流方程，結(jié)合有限元數(shù)值模擬，分析了季節(jié)性水位變化下飽和－非飽和非穩(wěn)定滲流特點(diǎn)，揭示了沿河路堤內(nèi)的滲流特征及規(guī)律，結(jié)論表明：浸潤(rùn)線和孔壓在迎水面坡體內(nèi)變化明顯，浸潤(rùn)線和孔壓的變化滯后于水位變化。

4、r>　　(5)從流固耦合理論出發(fā)，基于虛功原理，介紹了采用位移增量和孔隙水壓力增量為變量的飽和－非飽和耦合固結(jié)控制方程及有限元求解方法：在總結(jié)分析裂縫判別方法的基礎(chǔ)上，提出了沿河公路路面縱向開裂的判別標(biāo)準(zhǔn)，即路拱橫坡度和土體拉應(yīng)變雙控標(biāo)準(zhǔn)；以淮江公路典型路段為例，通過(guò)數(shù)值模擬和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)等方法，分析了沿河公路路堤沉降變形和穩(wěn)定特性，以及路堤土體的拉應(yīng)變發(fā)展趨勢(shì)，結(jié)論表明，水位變化和路堤拓寬是造成路堤縱向開裂的主要外因，受兩個(gè)外因的作用，路