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黄土高路堤及高路堑的稳定与变形性态研究

来源:233网校 2010-02-14 00:00:00
    5 高路堤的三维非线性有限元分析
    为了细致地了解黄土高路堤及冲沟体系的空间变形和应力分布情况,进行了高30m,坡比为1∶1.5的高路堤横剖面的平面应变非线性有限元分析,以及冲沟宽高比分别为B/H=2.2、1.6、1.0时,路堤冲沟体系的三维非线性有限元分析。主要结论为:
    (1)地基为坚实黄土时,30m高路堤堤顶沉降为16cm;地基为深厚新黄土时,堤顶最大沉降为36.7cm.计算沉降比实测沉降稍小,主要因为试验的加载速率较快,试验结果偏于安全。
    (2)沉降沿冲沟方向的分布形状为:靠近冲沟起始及终了位置附近的沉降大,两中部沉降小,这已为三维离心试验所揭示。
    (3)由于新黄土冲沟压缩变形后,强度有所增加,试验测定的沟底土压力,略比计算值小,即拱效应更加强烈。
    (4)在跨沟方向和顺沟方向皆存在拱效应。
    6 黄土高边坡稳定分析方法
    黄土高路堤和高路堑的滑动形态,经分析仍以圆弧形滑动面的符合程度最好,因而采用了圆弧条分法对黄土边坡进行稳定计算,在微机上调试成功了可采用瑞典圆弧法或简化肖甫法的计算程序,即多种土质转动平衡分析程序 REAME(RotationalEgailibriumAnalysisofmultilayeredEmbankmongs)。
    该程序的特点如下:
    (1)可处理由很多土质组成的任何形状的边坡。
    (2)可计算静态情况,也可计算有地震的情况。
    (3)可根据给定的测压管水面线或孔隙压力比考虑渗流的作用,若需要还可同时考虑几种渗流的情况。
    (4)既可用简化肖甫法,也可用常规法求安全系数。当用常规法找到最危险圆弧后,对此特定圆弧,也可用简化肖甫法计算安全系数。
    (5)在半径控制上可设立一个或多个半径控制区的圆弧数目,也可以给定。
    (6)最危险圆弧的探索,既可采用自动搜索,也可采用通过网络的搜索方法。
    (7)为避免形成浅层圆弧滑面,可以事先给定一个最小深度,如果每个圆弧的最大条块高度比最小深度还小,则不进行计算。 来源:考的美女编辑们
    REAME程序的框图。验证表明,该程序的计算结果,同实验结果是吻合的。例如,高63.8m,坡比1∶0.50的边坡稳定系数为1.39,而坡比为1∶0.63但上游挡水23m深时,Fs=0.848<1.0,说明已溃溻。
    7 改进黄土高路堤设计的若干建议
    通过对黄土的力学特性、高路堤的变形和稳定性状态的认识,拟提出以下设计和施工改进措施:
    (1)填土干密度应严格质量控制,若压实度不足90%,则沉降将显著增加。 www.Examda.CoM考试就到考试大
    (2)对压实度达到94%的黄土高路堤,沉降为堤高的0.5%~0.9%.挡水至堤高的1/3时,路堤沉降将进一步增加。故建议预留沉降量为堤高的1.0%~1.5%.路堤处在腰岘部位或有涵洞时,预留沉降量可相应减少。
    (3)对跨越新黄土地区冲沟的高路堤,预留沉降量宜沿路线均匀布置,只有跨越坚硬黄土地带的冲沟时,才能将预留沉降量以同堤高成正比的方式布置。
    (4)对60m以内高度的路堤,无论从变形还是稳定的因素考虑,采用1∶1.2边坡即可满足要求。为此,常规分为1∶1.5、1∶1.75、 1∶1.20和1∶2.25几级变坡设计的方案,可简化为1∶1.2或1∶1.5一坡到顶。错台,只有在养护需要时,才有必要设置。
    (5)路堤施工时,原冲沟边壁的处理应切实可靠。完工后路堤边坡应有必要的保护措施。 
    (6)鉴于路堤挡水在堤顶引起的沉降,可能使路面遭受破坏,故应在路堤使用1—2个雨季沉陷稳定后再修建高等级路面工程。

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