納黔路巖溶區(qū)路基穩(wěn)定及防治技術(shù)研究.pdf

1、中國西部多數(shù)灰?guī)r地區(qū)巖溶較為發(fā)育，地質(zhì)條件復(fù)雜，在此建設(shè)高速公路會遇到一系列工程技術(shù)問題，其中巖溶路基穩(wěn)定是巖溶區(qū)公路建設(shè)中一個重要工程問題。在參考國內(nèi)外文獻(xiàn)資料的基礎(chǔ)上，本論文以四川省交通科技項(xiàng)目“巖溶地區(qū)路基病害防治及橋隧修筑系列技術(shù)”為依托，以納黔路巖溶區(qū)路基下隱伏溶洞為工程背景，通過現(xiàn)場的物探查明溶洞的形狀以及巖溶發(fā)育分布規(guī)律，采用理論分析和數(shù)值模擬對巖溶路基的穩(wěn)定性及溶洞頂板安全厚跨比值進(jìn)行了研究。
　　 本文采用外業(yè)

2、調(diào)查、物探、室內(nèi)外試驗(yàn)、理論分析、數(shù)值模擬和工程示范等方法，主要開展了以下工作：
　　 ①巖溶區(qū)現(xiàn)場的調(diào)查，以查明區(qū)內(nèi)水系及納黔路路基巖溶發(fā)育情況。
　　 ②現(xiàn)場采用地質(zhì)雷達(dá)法和高密度電法對溶洞進(jìn)行探測，地質(zhì)雷達(dá)主要采用40MHz和100MHz天線探測，高密度電法采用溫納、施貝電極排列法探測，經(jīng)探測，發(fā)現(xiàn)在K21段，K45段巖溶較發(fā)育，會對填筑路基產(chǎn)生影響。
　　 ③通過室內(nèi)試驗(yàn)并參考地勘資料中的灰?guī)r實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，采

3、用數(shù)值模擬軟件FLAC-3D建立三維路基模型，分析溶洞頂板厚跨比值與巖溶路基穩(wěn)定的關(guān)系。
　　 通過研究取得了以下進(jìn)展：
　　 ①高密度電法和地質(zhì)雷達(dá)探測溶洞的效果良好，但各自有其優(yōu)缺點(diǎn)。高密度電法分辨率低，不能反映溶洞內(nèi)充填物的分層情況和小體積溶洞，但其探測深度大、面積廣；而地質(zhì)雷達(dá)分辨率高，可反映溶洞內(nèi)部充填物分層情況和小體積溶洞，但其有效的探測深度僅為15米。二者配合使用，可較有效地探測路基巖溶的位置、規(guī)模及形態(tài)特

4、征。
　　 ②在納黔路巖溶區(qū)，直接在灰?guī)r頂板上鋪筑路面，且滿足以下條件時：1)灰?guī)r弱風(fēng)化、裂隙中等發(fā)育，2)四車道的高速公路，3)汽車荷載等級為公路-Ⅰ級，4)取汽車的沖擊系數(shù)為1.2，車道折減系數(shù)為0.67；通過數(shù)值模擬軟件FLAC-3D的分析知：a.路基溶洞頂板厚跨比值小于0.6時，應(yīng)采取適當(dāng)?shù)姆乐温坊菁疤幹萌芏吹拇胧?；路基溶洞頂板厚跨比值大?.6時，巖溶路基是穩(wěn)定的。b.在相同的溶洞形狀和灰?guī)r條件下，對路基穩(wěn)定性構(gòu)成

5、威脅最大的是溶洞位于路基中部，其次是溶洞位于路基右側(cè)(或左側(cè))底下，威脅最小的則是溶洞位于路基坡腳。
　　 ③在納黔路巖溶填筑路基，當(dāng)所采用的填料為土石混合料，且考慮汽車荷載時，通過數(shù)值模擬軟件FLAC-3D的分析知：在0至4米的填筑高度內(nèi)，隨著路基填筑高度的增加，溶洞頂板的安全厚跨比值也隨之增加；過了4米后，隨著填筑高度的繼續(xù)增加，溶洞頂板的安全厚跨值反而下降，而當(dāng)路堤填筑高度超過17米時，溶洞頂板的安全厚跨比值變化很小，其值