黃土路基的水分入滲規(guī)律和濕陷變形研究.pdf

1、在黃土地區(qū)的公路建設(shè)中，黃土是公路路基的主要填料。在水和上部載荷的共同作用下，土體發(fā)生濕陷變形，隨著時(shí)間的推移，路基往往會(huì)出現(xiàn)各種病害。公路工程對(duì)濕陷性黃土的研究基本上是采用房建建筑的規(guī)范和試驗(yàn)規(guī)程進(jìn)行勘察和設(shè)計(jì)，沒(méi)有充分考慮公路的諸多特點(diǎn)。由于公路路基的工作環(huán)境和受力狀態(tài)與房建工程地基差異很大，將房建建筑的規(guī)范直接應(yīng)用于黃土地區(qū)高等級(jí)公路的濕陷性評(píng)價(jià)與計(jì)算存在著盲目性、不合理性，更為重要的是缺乏針對(duì)性。 本文根據(jù)非飽和土土力學(xué)

2、理論，通過(guò)對(duì)黃土地區(qū)公路路基的水分入滲模擬與現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，結(jié)合現(xiàn)有的入滲以及濕陷資料，提出了路基黃土濕陷性評(píng)價(jià)方法與原則，同時(shí)建立了可應(yīng)用實(shí)際工程的濕陷性評(píng)價(jià)模型以及更加準(zhǔn)確的增濕變形理論模型。主要內(nèi)容為： 首先，結(jié)合水分入滲的液相和氣相連續(xù)性條件以及Darcy定律，建立起關(guān)于二維的穩(wěn)態(tài)流和非穩(wěn)態(tài)流的非耦合解，其有限元方程通過(guò)Galerkin加權(quán)殘數(shù)法原理得出，通過(guò)各種邊界條件和初始條件，采用迭代收斂的方法獲取各節(jié)點(diǎn)的水頭和滲透系數(shù)

3、，可求出孔隙水壓力、水力梯度、水流速度等從屬量。 其次，在降雨入滲和浸水入滲情況下，通過(guò)非穩(wěn)態(tài)流的有限元分析方法，確定各區(qū)黃土路基處治前后、不同高度路堤等情況下水分入滲規(guī)律以及飽和區(qū)、非飽和區(qū)的深度，同時(shí)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)的降雨入滲試驗(yàn)、浸水試驗(yàn)以及其它的相關(guān)水分入滲資料來(lái)印證數(shù)值模擬的準(zhǔn)確性，得出了濕陷性黃土七個(gè)分區(qū)在歷史最大降雨量情況下的降雨入滲深度，為路基黃土濕陷性評(píng)價(jià)和處理方法選擇提供了參考依據(jù)。 最后，針對(duì)黃土地區(qū)公路路