斜坡软弱地基路堤力学行为研究成果

2023-10-03 理论教育版权反馈

【摘要】：斜坡软弱地基路堤需直接面临同时考虑两类边坡的稳定性问题。西南地区还频发地震，常见极端天气条件，这些都导致斜坡软弱地基路堤的稳定性分析复杂化，研究颇具挑战性。目前，斜坡软弱地基路堤的稳定性多采用刚体极限平衡法[4，5]、剪切强度折减法[6]、试验[7-9]等手段来研究，这些手段各具特色，各有利弊。

斜坡软弱地基路堤由表层斜坡软弱层、下卧刚硬层及路堤组成。斜坡软弱地基本身为天然边坡；在其上分层分步填筑路堤，自然又形成了工程边坡。斜坡软弱地基路堤需直接面临同时考虑两类边坡的稳定性问题。表层软弱层如为斜坡软土，尽管其低强度、高压缩性等宏观工程特性与沉积型软土接近，但含水率未达到沉积型软土的判别标准[1]，易被忽视而酿成工程隐患，同时斜坡软土还具有一定的流变性、膨胀性[1]；如斜坡软弱层为岩堆，则具有强烈的块体性、松散性[2]。因斜坡软土多分布于西南地区，路堤填料常为路堑或隧道弃渣，填土工程特性受料源质量、施工控制等因素影响较大，具有较强的波动性。另外，如地面横坡过大或路堤填高过大，则分别形成陡坡路堤、高边坡路堤；如斜坡软弱层厚度较薄，则可能形成复式滑动。为保证工程安全实施，多采用侧向抗滑桩、碎石桩等处理斜坡软弱层[3]，这些技术措施对斜坡软弱地基路堤稳定性的影响亦值得深入思考。西南地区还频发地震，常见极端天气条件，这些都导致斜坡软弱地基路堤的稳定性分析复杂化，研究颇具挑战性。

目前，斜坡软弱地基路堤的稳定性多采用刚体极限平衡法[4，5]、剪切强度折减法[6]、试验[7-9]等手段来研究，这些手段各具特色，各有利弊。其中：剪切强度折减法本质上仍为塑性分析法，基于塑性有限元或有限差分法软件平台而开展，需要深刻理解Mohr-Coulomb（莫尔-库仑）、Drucker-Prager（德鲁克-普拉格）等复杂的土体非线性本构模型，计算耗费机时；试验研究多以变形类指标间接判断是否失稳，一般无法直接获得稳定安全系数，且因经费、周期所限，不便大规模开展多组分析；刚体极限平衡法则基于刚塑性理论，以满足力、力矩平衡为准则，尽管该法自身存在着理论严密性不足的缺陷（如需假设土条条间力的大小、作用位置等），但鉴于其具有实用性、易操作性，已在工程技术界被广泛应用。

本章主要分别利用剪切强度折减法、刚体极限平衡法这两种方法，开展斜坡软弱地基路堤的稳定性分析，重点关注复式滑动、斜坡软弱层沿纵向非通长分布、路堤顶部出现张拉裂缝、降雨入渗等复杂工况，同时还考虑了因材料变异对路堤稳定性的影响[10-17]。

斜坡软弱地基路堤力学行为研究成果

相关推荐