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，隨著時間的推移，路基往往會出現(xiàn)各種病害。公路工程對濕陷性黃土的研究基本上是采用房建建筑的規(guī)范和試驗規(guī)程進行勘察和設(shè)計，沒有充分考慮公路的諸多特點。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)高等級公路的濕陷性評價與計算存在著盲目性、不合理性，更為重要的是缺乏針對性。 本文根據(jù)非飽和土土力學

2、理論，通過對黃土地區(qū)公路路基的水分入滲模擬與現(xiàn)場試驗，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價方法與原則，同時建立了可應(yīng)用實際工程的濕陷性評價模型以及更加準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Galerkin加權(quán)殘數(shù)法原理得出，通過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，同時通過現(xiàn)場的降雨入滲試驗、浸水試驗以及其它的相關(guān)水分入滲資料來印證數(shù)值模擬的準確性，得出了濕陷性黃土七個分區(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價和處理方法選擇提供了參考依據(jù)。 最后，針對黃土地區(qū)公路路