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路堤边坡破坏形态及治理综述
路堤边坡破坏形态及治理综述
摘要
近几年随着我国经济快速发展,现有的交通条件不足以满足社会经济发展的需求,高速公路不断在各地大力建设。
随之而来的就是高速公路的各种破坏。
在平原地区,公路穿过农田一般都是以低路堤的形式穿过,而在山区,由于地形的差异,路堤都是高且陡,这就使路堤边坡形多种多样,造型各异。
由于受到高速公路斜坡路基上的高填方路堤的斜坡角不同、路堤两侧填土材料的土性和岩性的不同、地下水沿路堤坡面产生的渗透压力、高填方路堤中的孔隙水压力等因素,使人们对该类型的路堤破坏机理和变形模式并不了解。
而且,高等级道路跨越黄土地区冲沟时,高填路堤成为一种常见的结构形式。
使用高路堤既有好处,也有他的弊端。
高路堤破坏形式复杂多样,由于填方量大,占地面积广,而且施工完成后,常出现路堤的整体沉陷、局部沉陷或边坡失稳。
路堤的破坏不仅给行车安全带来严重影响,还造成重大经济损失,这就需要我们对高速公路路堤的破坏模式进行研究,并对路堤进行合理的治理。
本文从路堤的研究现状、破坏模式、破坏机理、路堤边坡稳定性计算方法以及对路堤的治理防护进行详细的介绍,对路堤边坡的治理有一定的作用。
关键词:
路堤边坡破坏机理破坏模式稳定性验算治理措施
绪论
从第一条高速公路的建设到现在高速公路的迅猛发展,,我国高速公路建设以经走到世界前列。
“要想富,先修路”这句话成为各地发展经济的首要目标,而高速公路的大力建设不可避免的会带来各种工程事故。
随之而来的就是各种各样的问题出现,其中,路堤边坡的破坏就非常严重。
路堤既有低路堤,也有高路堤,破坏形式也是各种各样。
在平原地区,以低路堤为主,而在西部山区,以高路堤形式为主。
特别是国家作出西部大开发战略决策以来,山区高等级公路得到迅速的发展。
高速公路斜坡高路堤,其数量之多、灾害之严重、处治之困难皆为世界罕见,这无疑给高等级公路尤其是修建在高速公路上的陡斜坡路堤的建设带来了许多困难。
下面总结出全国高速公路路堤破坏形式及原因,如表1-1
序号
工程案例
路堤形式
破坏模式
破坏原因
1
陵沁线杨寨河至西河底段K21+300~K21+390段
高路堤
填方边坡沉陷,顶面出现宽20cm的裂隙,造成滑坡,如图所示
长期大量降雨造成左侧山体的裂隙水渗透到连续性较好的泥页岩和煤层后,导致内部孔隙水急剧增多,内磨擦力和内聚力逐渐减弱,液限指数增大,泥页岩发生软化、泥化,造成边坡土体抗剪强度的降低
2
京珠(北京-珠海)路的湘耒(湘潭-耒阳)、耒宜(耒阳-宜章)段
一般路堤
1冲刷缺口。
2滑坡。
连续降雨导致地基孔隙水增多,液限指数增大,发生软化
3
哈大客运专线试验段K692+948
高路堤
路基热融沉陷相当严重,整体下沉变形明显,冻土路基的坑槽、波浪、倾斜等不均匀沉陷变形尤为突出
季节冻土区高填路堤土体由于受温度场的影响,冻结期将产生向上的位移,融沉期则产生沉降位移,且随着路堤位移的变化,路堤应力也随着变化。
4
南桂高速K400~K900
一般路堤和高路堤相结合
不均匀沉降,路面开裂
排水不良,填料不佳,填挖交接及台阶处理不当,软基压缩变形过大
5
贵阳--新寨高速公路K22+960~K70+830
一般路堤
纵向路面裂缝,路基塌陷
地基未处理好,路堤稳定性不足
6
成都--雅安高速公路K5+260~K53+520
一般路堤
纵向路面裂缝,路面不平整
带膨胀性材料,所在区域为沟谷稻田软基,地基中存在软弱层
7
成都--南充高速公路K101+500~K188+560
一般路堤和半填半挖路堤
纵向裂缝,并出现滑动破坏
地基处理不好,沟谷相软基,变形较大,地下水丰富,处理不彻底
8
太原--旧关高速公路K446+750~K508+100
半填半挖路堤
横向裂缝,位于纵向填挖结合处
路线右侧洼地未处理好,填挖结合部也未设置盲沟
9
青藏公路K2938+600~K2942
一般路堤
路基严重不均匀沉降变形,有纵向裂缝,如图所示
冻土含冰量大,排水条件差
表1-1路堤破坏模式及破坏原因分析
1.1引言
修筑在陆斜坡路基上的路堤要充分考虑其稳定性和沉降这两方面的因素。
对于修筑在水平路基上的填方路堤,国内外学者在设计方法、填筑方式及稳定性研宄等方面均进行了大量的研究工作,并取得了系统性的研宄成果。
但由于山区高速公路斜坡路基上的高填方路堤的斜坡坡角不同、路堤填土两侧材料的土性和岩性的不同、地下水沿路堤坡面产生渗透压力、高填方路堤中的孔隙水压力等因素,使得人们对该类路堤的变形模式与破坏机理并不了解。
再者由于填方地段固有的土体密实度不足等问题,使陆斜坡路基上的高填方路堤在竣工运营期间,其顶部会产生较大的垂直方向和水平方向的位移,路面将会产生沿线路方向的水平裂缝,这些迹象预示着路堤可能会发生路肩外挤、路堤边坡滑塌,甚至直接塌方等病害,严重影响了高速公路的安全运营和附近居民的人身安全。
因此要解决陆斜坡路堤的失稳破坏问题,首先需要对其变形模式与破坏机理进行研究。
1.2研究意义
路基边坡包括路堤边坡以及路堑边坡,是公路的重要组成部分。
80年代中期以前,我国公路建设主要以低等级公路为主,深挖高填式公路不多,所以路基边坡失稳案例也较少。
到了90年代以后,随着我国高等级公路的大力建设,大量的深挖高填路基也随之不断的涌现,由此而引起一系列的边坡稳定性问题也日渐突出。
在90年代初期,路基边坡病害治理技术仍旧以采用低等级公路的边坡治理工程技术为主来实施局部处理,但因为在处治时缺乏综合全面的考虑,二次病害时有发生,这给工程建设及病害治理埋下了隐患,造成了不可估量的损失。
例如,早期竣工的沈大高速公路和深汕高速公路等,这些高速公路在通车运营后发生了路基边坡滑塌病害,造成了不少的经济财产损失。
沈阳-大连高速公路鲅鱼圈所段以南180km长的路段范围,通车运营后期治理工程费用占整个工程防治费的比例达到了80%。
深汕高速公路跪门滑坡区段长约2km,滑坡整治费用超过1亿元。
由此可见,路基病害的治理成本是相当高的。
随着高速公路网的不断扩张,而且由于我国山地、丘陵和高原地区占我国陆地面积的67%,这样的地形条件决定了我国存在不少山区高速公路。
西方发达国家在山区修建高速公路时秉持尽可能保护自然环境和少占耕地的理念,多数情况下采取高架桥,明洞和隧道的结构形式绕过陆斜坡地段,这样既起到确保高速公路安全运营,又起到了保护自然环境的效果。
鉴于这些原因,国外对山区高速公路陆斜坡路基上高填方路堤稳定性的研究成果甚少。
而高架桥,明洞和隧道所需要的建设资金投入大,我国由于地形条件比较复杂,加之经济及技术方面的原因,在山区陆斜坡地段修建高速公路时,主要还是采取修筑路堤的形式通过,尤其在山区,地势高且坡度陆,出现了不少陆坡路堤形式。
目前,国内在陆坡路堤失稳类型、失稳机理、破坏模式及失稳治理技术等方面虽进行了一些研宄,但缺乏系统性及针对性。
山区高等级公路从技术和投资方面考虑,斜坡地基上的填方路堤无疑是其路基的主要结构型式。
对于斜坡路堤尤其是陆坡路堤,①受施工工期和施工条件限制,容易产生部分区域填土压实质量难以控制,使路基产生不均勾沉降;②设计和施工时,填土与原地面之间抗滑措施不力,降雨入渗导致路基土体强度降低,造成路堤边坡螺动变形。
这些因素最终会对陆坡路堤稳定性产生影响,使我国山区高速公路陆坡路堤病害时有发生。
由此可见,陆坡路堤病害是我国高速公路建设与养护工作中不得不面对的问题,幵展山区陆坡高路堤破坏模式分析及治理措施的研宄对解决我国山区高速公路陆坡路堤病害问题具有重大意义。
1.3路堤边坡研究现状
1.3.1路堤边坡破坏模式及机理研究现状
1994年,郭瑞林在对山区铁路的路堤边坡病害实例进行分析时,归纳得出三条结论:
①陡斜坡路堤上部有地表水存留并渗入路堤的地形条件,该条件可引起路堤发生沉降或路堤边坡发生滑动;②陡斜坡路堤边坡坡脚有被河流冲刷的地形环境,可导致路堤边坡发生滑塌③陡斜坡路堤基底地下水丰富的地方,也可能会导致路堤边坡整体崩塌。
2005年,罗卫华对路堤边坡研究得出:
①对于山区陡坡路基基底为基岩或整体稳定性很好的山坡,山坡坡度大,其主要的破坏模式有:
a.路堤整体沿与山坡接触的坡面产生滑动;b.路基连同山坡覆盖层沿倾斜基岩面滑动;C.路基随同下卧软弱土层沿某一圆弧滑动面发生滑动;d.路基随同其下的岩层沿某一软弱岩层发生滑动。
②山区陡斜坡路堤变形机理极其复杂,其变形的原因除了山区斜坡坡度较大外,路基下存在软弱土层、路基变形刚度差异过大、路基填土压实度不足,填筑物成分不均、地下水的动态变化等因素都有可能导致山区斜坡上路堤发生失稳破坏。
2007年,王志斌等通过斜坡地基上高填路堤极限承载力研究得出:
斜坡(坡度为1/2.5~1/1.5)地基上的高填路堤的型式为梯形时,潜在滑动面形态为折线形,折线由水平填筑层与基岩之间的交界面和斜坡坡面组成,且潜在滑动面与路堤坡面的交线位于路堤高度的2/3处。
2007年,王志斌在岩质斜坡地基上填方路堤稳定性研宄中归纳了斜坡地基上(坡度1/3~1/1.75)填方路堤破坏型式,并采用快速拉格朗日差分法对其破坏机理进行了研宄,同时采用FLAC数值软件对其极限承载力影响因素进行了分析。
2007年,程飞针对坡路堤的特点,提出了陆斜坡路堤常见的两种破坏形式:
①路堤堤身及路堤和地基的整体失稳破坏;②路堤沿斜坡或软弱层带滑动。
又分析了种破坏的原因:
前种破坏是由于路堤边坡受到水流的冲刷、路基填料土性较差、地基承载力过低、施工质量差等原因,最终发生路堤堤身,路堤和地基的整体失稳滑塌破坏;后种破坏原因有:
a.基底接触面较陆或岩层强度较弱,致使路堤整体沿填土与基底接触面产生滑动;b.基底修建在岩性较软弱的土层上,致使路堤连同其下软弱土层沿某一滑动面发生滑动;C.由于基底岩层强度不均匀,例如砂岩中泥质页岩夹层,致使路堤沿某一岩层强度最弱的软弱层发生滑动。
并重点介绍了两种陡坡路堤沿陆坡下滑的稳定性分析方法(不平衡推力法和直线破裂面法),并结合设计施工提出采用防排水、改善基底条件和支挡与防护等常用的治理措施。
2008年,杨成忠对高填石的斜坡路堤在地面坡度变化对填石路堤稳定性影响分析得出:
①最危险滑动面的位置、形状等都会随地层坡度的增大而发生变化,最小安全系数随地层坡度的增加而减小;②地层坡度从水平增大到1:
5的过程中,安全系数减小幅度不大;而地层坡度从1:
5增大到1:
2.5时,安全系数有急剧减小的态势。
可见当地层坡度大于1:
5时陆坡路堤容易产生失稳破坏,同时规范中所建议的当地层坡度大于1:
5时,路基应采取相应的工程防护措施也得到了验证。
2、路堤破坏成因分析及破坏模式
2.1成因分析
(1)高速公路穿越山岭重丘区时,存在较多的高填方路堤,这些路堤多处于山间沟谷和斜坡地带,而在南方地区,雨水多,大部分路堤填料又为天然含水量低、易压实、强度高的低液限粘土和粘土质砂。
地表水下渗、浸泡、软化填土层抗剪强度,从而引起地表水下渗范围内浅层填土圆弧形滑动;。
(2)由于填方加载,使老地面以下下卧软弱层发生滑动,根据观测资料,推测后缘裂缝位于山侧吊沟、中央分隔带附近,主滑动面大致位于老地面以下坡积、残积软弱岩土层内,前缘剪出口大致在坡脚排水沟附近。
(3)在西藏地区,由于地处高寒,一般是由于冻融引起的破坏。
冻融边坡破坏形式及特点是由于负温作用使边坡土体在冻结时,上层土含水量显著增加,融化期间融冻层含水量超过液限,过剩水分不能及时排出,土体强度和边坡稳定性急剧降低,呈流体状并沿没有融化的下卧冰冻层滑下。
假如遇到春雨或融雪渗流补给,则会加剧滑塌的发生。
其他的如地基地质条件勘探不仔细,未引起足够的重视、软弱地基、路堤与地基结合部处理不彻底、斜坡上路堤与地基结合部排水处理不当等等原因。
2.2破坏模式
从全国高速公路路堤破坏形式来看,路堤破坏主要表现在失稳和不均匀沉降两个方面。
而在施工中出现整体失稳的情况时有发生,多数出现在局部软基地段。
由于对发生整体失稳的路段在施工期己采取措施进行了处治,因此,公路建成后发生整体失稳的情况并不多见,常见的是不均匀沉降。
不均匀沉降表现为局部塌陷(可出现路面裂缝或不裂缝)和路面严重的不平整(柔性路面)。
从一定意义上讲,局部塌陷是路基整体不稳定的一种表现。
(1)降雨时地表水下渗、浸泡使下渗范围内填土软化,抗剪强度降低,引起浅层填土圆弧形滑动;
(2)填土与原地表界面在雨水下渗作用下抗滑力不足,致使填土层沿着原地表面滑动失稳。
斜坡破坏模式
3、边坡稳定性分析方法
3.1定性分析方法
定性分析方法主要是通过工程地质勘察,对影响边坡稳定性的主要因素、可能的变形破坏方式及失稳的力学机制等的分析,对已变形地质体的成因及其演化史进行分析,从而给出被评价边坡一个稳定性状况及其可能发展趋势定性的说明和解释。
其优点是能综合考虑影响边坡稳定性的多种因素,快速地对边坡的稳定状况及其发展趋势作出评价。
定性分析方法主要包括自然历史分析法、工程类比法及图表法。
定性的分析方法是以大量的己有数据和工程经验为基础的,它无法为具体的工程设计与施工提供量化的指导,而只有定量的分析才可能成为边坡稳定性评价的重要指导依据。
边坡稳定分析设计专家系统就是进行边坡工程稳定性分析与设计的智能化计算机程序。
3.2定量分析方法
定量分析方法一般以一定的地质模型为基础,并在此基础上建立合理的数学力学模型,从而实现边坡稳定性的评价。
定量计算方法根据不同边坡类型、稳定分析目的及精度要求对应不同的方法,主要包括极限平衡分析法及数值分析法。
3.2.1极限平衡分析方法
极限平衡分析法把土条当做刚体,没有考虑土体本身的应力-应变关系,岩土体破坏是由于滑体沿滑动面发生滑动而造成的。
假设滑动面己知,其形状可以是平面、圆弧面、对数螺旋面或其他不规则面,通过考虑由滑动面形成的隔离体的静力平衡,确定沿这一滑动面发生滑动时的破坏荷载。
最小的破坏荷载就是要求的极限荷载,与之对应的滑动面就是最危险的滑动面。
它是通过分析在临近破坏状况下,土体外力与内部强度所提供抗力之间的平衡,计算土体在自身和外荷作用下的土坡稳定性程度,通常以边坡稳定系数表示为:
式中:
S为抗剪强度;𝜏为实际剪应力。
边坡中最小的稳定系数称为边坡稳定安全系数,它表示了该边坡的稳定程度。
3.2.2数值法
现在已出现的数值法有:
有限元法、无单元法、离散单元法(DEM)、快速拉格朗日分析法(FLAC)、不连续变形分析法(DDA)、快速流线元法(1990)。
有限元法是一种十分成熟的数值方法,也是边坡稳定分析中用得较多的一种方法。
有限元的优点是部分地考虑了边坡岩体的非均质和不连续性,可以给出岩体的应力、应变大小与分布,避免了极限平衡分析法中将滑体视为刚体而过于简化的缺点;但它还不能很好地求解大变形和位移不连续等问题,对于无限域、应力集中问题等的求解还不理想。
无单元法是有限元法的一种推广,近来已得到广泛的应用。
此法采用滑动最小二乘法所产生的光滑函数近似场函数。
离散单元法(DEM)是一种适用于模拟离散介质的数值方法。
自从康德(Cun-dall)于20世纪70年代提出以来,这一方法已在岩土工程和边坡问题中得到日益增长的应用。
FLAC首先由康德在20世纪80年代提出并将其程序化,实用化。
该方法较有限元方法能更好地考虑岩土体的不连续性和大变形特征,求解速度较快。
其缺点是同有限元方法一样,计算边界、单元网格的划分带有很大的随意性。
DDA法是石根华博士提出的分析不连续变形问题的一种新的离散型数据值计算方法。
快速流形元法是石氏继创立块体理论和DDA后,并在此基础上首创的一种新的现代数值方法。
另外,遗传进化算法是一种新发展起来的全局搜索的算法。
它的特点是在检索了少部分搜索空间后便能迅速地收敛于最优解。
神经网络法用于研究边坡工程具有独特的优势。
3.3非确定性评价方法
边坡稳定的影响因素纵多,有时候很难确定是哪个或哪些变量影响边坡稳定。
即使在变量确定的情况下,由于工程量庞大,难以用常规的定量或定性的方法来分析。
此时,可以借助一些非确定性的评价方法:
模糊综合评价法、可靠度评价方法、灰色系统评价方法。
3.3.1模糊综合评判方法
试验与工程实践表明,边坡性质及稳定性的界限实际上不是很清楚,具有相
当的模糊性。
模糊综合评价是应用模糊变换原理和最大隶属度原则,综合考虑被
评事物或其属性的相关因素,进而进行等级或类别评价。
为了便于区分各因素在
总的评判中的地位和作用,对每一个因素赋予不同的权值。
为了更全面地考虑所
有因素的影响,可以采用二级综合评判模型。
实践证明,模糊分级评判方法为多
变量、多因素影响的边坡稳定性分析提供了一种行之有效的手段。
该方法主要应
用于大型边坡的整体稳定性评价。
3.3.2可靠度评价方法
边坡工程可靠性分析是近20年发展起来的评价边坡工程状态的新方法,不同于确定性分析方法,其认为影响边坡稳定性的各种因素是随机变量,运用概率论和数理统计知识来研究边坡稳定性。
它把边坡岩体性质、荷载、地下水、破坏模式、计算模型等作为不确定量,结合边坡工程的具体情况、用可靠指标或破坏概率来评价边坡安全度。
与传统的确定性理论相比较,可靠性分析能更好地反映边坡工程的实际状态,正确合理地解释许多用确定性理论无法解释的工程问题。
4.高填土路堤边坡破坏机理
土质边坡的破坏形态通常比较单一,基本上以剪切破坏为主,滑裂面为圆弧形或圆弧与夹泥层的组合型,呈现崩塌、滑动、倾倒、溃屈等多种破坏类型。
影响高填土边坡稳定的因素可分为外因和内因两部分.外因主要包括渗水浸泡、地下水位升高引起土体力学强度指标降低;施工过程中,临时性附加荷载过大;运行时荷载超过允许标准等.内因主要包括边坡一定深度范围内存在的软弱结构面,开挖过程中由于土体应力重新调整而产生的塑性区,土体由于蠕变效应而产生的位移.高填土边坡的失稳可能是多种因素共同作用的结果
4.1破坏机理分析的理论与方法
进行高填路堤有限元数值分析,主要应考虑土、土与基础的接触面、土的固结等问题,为此应采用不同的计算模型。
已提出了较多的土计算模型,但从实际应用情况看,邓肯一张非线性弹性模型仍然是应用最广泛、比较符合土体一般规律的模型。
(1)邓肯一张非线性弹性E一B模型邓肯等人1980年提出的E、B模型的基本思想如下。
应力应变关系为式(2-1)的双曲线。
式中,a、b为曲线拟合系数,其倒数分别为
和
的值。
利用不同的一组常规三轴试验可确定出上面所需各系数。
在平面应变情况下,各向同性材料的增量应力应变关系为:
式中,E为剪切弹性模量,B为体积弹性模量。
在加载状态下,切线弹模为:
其中Ei为初始切线弹模,由下式求得
式中,
为大气压力,k、n为曲线拟合系数,分别叫做初始弹模数和初始弹模指数。
为破坏比,为破坏时的主应力差(。
一c。
)。
与极限应力差(。
一。
。
)。
1t
的比值,即
S为应力水平,其值等于:
体积弹模B由下式求得:
式中,Kb和m为曲线拟合系数,分别称为体积模量数和体积模量指数。
本模型中,需要确定的参数有k、n、Rf、e(土粘聚力)、小(土内摩阻角)、kb和m。
土的泊桑比协可按下式计算。
(2)比奥固结理论
比奥固结理论由土骨架的平衡方程和饱和土体的连续性方程组成。
以土体的
孔隙水压力p和位移,为基本未知量,引入有效应力原理,建立起土体位移
和孔隙水压与外荷载之间的关系。
在平面应变情况下,比奥方程为:
平衡方程
连续方程
式中,G=剪切弹性模量;
E——土骨架的弹性模量;
——土骨架的泊松比;
体积应变;
为拉普拉斯算子;
——土的密度;
——水的密度;
t——时间;
——土的渗透系数;
(3)接触面模型
接触面采用最为常用的goodman接触单元模型。
5.路堤边坡治理技术综述、
随着我国高速公路网的不断扩张,高速公路建设项目越来越多,在高速公路建设施工中,高填方路堤的治理技术己经引起了公路建设部门的重视,①因为高填方路堤占地范围较宽,在一些物价较贵或居民集中地区需要增加征地拆迁费,在地形受限地段则可能难以放坡,需要支挡结构物,使工程造价加大;②对于这些陡斜坡地段路堤,如果处理不当,将严重影响路堤的稳定性,进而会影响公路的交通安全。
下面针对全国高速公路路堤边坡破坏情况进行简要的综述
5.1削方减重和填土压脚
“削方”一般指放缓边坡坡率使得边坡坡率适应于岩土的工程性质而保持稳定。
“减重”是指在斜坡的滑坡体上部主滑段和牵引段挖去部分滑体岩土以减小滑体重量和滑坡推力的工程措施。
两者是有明显的区别的。
削方减重受滑动面形态直接控制,且受排水等因素影响。
在具有较长的前缘缓坡段的滑坡较适用此法。
一般削方量占滑体20%以下,这是经济合理的。
另外一种常用的治理方法就是填土压脚法,“填土压脚”则是指在滑坡前缘抗滑段及其以外回填土石增加抗滑力的工程措施。
有条件将滑坡上部减重的土石方移填于其前缘压脚是最经济而有效的治理措施。
但是实际上,如山区铁路和公路路基开挖引起的斜坡路基边坡滑坡,有减重条件的,却无反压的场地,除非局部改移线路的平面位置和纵坡。
所以由于各种条件限制,往往难以同时实现。
5.2土工合成材料加筋法
土工合成材料加筋法是由填土和土工织物、土工格栅按一定的设计组成的
材料,能够形成一个足够支承和约束大负荷的块体。
加筋能够有效地改善土体的
抗拉能力,土工合成材料加筋土边坡的侧面可设为近乎垂直的。
土工合成材料加
筋结构的设计必须能抵抗各种斜坡的推动力,即能抗倾覆、抗内部剪切和抗基底
面或低于基底面的滑动,同时应保证坡体不会发生较大的变形。
应用土工合成材料对边坡进行加筋,不仅可以增加坡体的稳定性,同时还能够减小土基的不均匀沉降,实际的运用已表明,运用土工合成材料加筋可以使边坡稳定安全度提高20%~30%。
采用普通土的填方高路堤方案时,需要大量的填土和占地,还可能碰到环境问题。
如果利用加筋技术来建造路堤,就可以将路堤边坡做成陡坡,同时能满足各种荷载要求,可以利用几乎所有类型的原地土作为填料,大大节省工程施工时间和工程造价。
使用土工格栅加筋路堤与传统未加筋的相比,可以节省50%的填料和50%甚至更大的占地面积。
5.3加筋路堤
加筋路堤是在路堤或地基的适当位置铺设具有大时是不加筋的215倍。
针对
多层土工格栅加抗拉能力的土工合成材料而组成的土工结构,作为固边坡进行了
试验,Bathurst等对3个高314m的一种新型的土工合成材料。
土工格栅是指在聚合物板上打孔,然后在拉伸机上单向或双向冷拉,圆孔拉成长孔(单向拉伸)或方形(双向拉伸),孔眼较大。
土工格栅强度和刚度较大,且较大的孔眼可使较大的土、石粒嵌入,不仅是本身强度刚度高,而且与土具有咬合力,因而摩擦力增大,是一种理想的加筋材料。
土工格栅具有高强度、低格栅加筋和不加筋的大尺寸模型边坡进行了对比试延伸率和高稳定性等特点而被广泛应用于加筋路堤验,试验表明土工格栅加固边坡的承载能力为相同结构中,而且由于格栅的加筋效应,极大提高了路堤条件下未加固边坡的2~116倍。
目前有关格栅加筋路堤的作针对格栅加筋路堤边坡结构物,对比分析了格栅加用机理及具体效果的研究尚不多见。
在没有永久性面层结构的临时性道路、拖拉机道路或其它次要道路中,采用高模量的合成材料取代或减少碎石垫层厚度,增加路基整体稳定性的做法是可行的,这一应用已有近30年的历史。
加筋边坡的结构性能与土工格栅的抗拉强度、加筋层数密切相关,土工格栅加筋边坡的沉降和侧向位移随土工格栅的抗拉强度增加、加筋层数增多及边坡变缓而相应的变小。
1.加筋路堤结构设计包括以下主要内容
(1)路堤边坡的坡比及土工参数:
加筋路堤的结构形式主要是路堤的高度、
路堤边坡坡比变化及其值的大小,它与道路所处位置及地形地貌等因素有关。
填方路堤的填土重度
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