斜坡软弱地基路堤变形机理复杂，影响因素众多。相关人员对在不同的软弱层特性影响下斜坡软弱地基路堤的变形规律有何变化，不同的影响因素在变形中所占的权重如何等均缺乏统一认识，从而直接影响了工程措施的科学选择，极大地增加了工程风险及造价。......
2023-10-03
斜坡软弱地基路堤变形特性及工程对策
【摘要】：填筑初期，侧向位移最大值并非发生在水平软弱层顶面处，而是地基顶面以下约1 m处。进入下卧刚硬层以后，地基的侧向位移急剧衰减，最大仅为1.0 mm。斜坡软弱地基和水平软弱地基路堤坡脚处侧向位移最大值分别为130.28 mm和31.09 mm，前者是后者的4.19倍，再次证明地面横坡加剧了地基的侧向变形。
4.4.2.1 普通水平地基路堤
图4-20为普通水平地基路堤坡脚处地基沿深度方向侧向位移随分步填筑而变化的关系曲线。由图可见，地基表层表现为向内的侧向挤压，而中、下层表现为向外的侧向鼓出。随着路堤分步填筑，地基的侧向位移相应增加，但增加幅度减小，在不同填筑阶段，路堤坡脚处沿地基的深度方向侧向变形变化趋势较为接近，路堤填筑完毕时，地基的向外侧向位移在地基表面以下约14 m处达到最大值约0.96 mm，向内侧向位移在地基顶面达到最大值约0.7 mm。
图4-20 路堤坡脚处地基沿深度方向的侧向位移
图4-21为普通水平地基路堤地基顶面沿地基宽度方向的竖向位移随分步建造而变化的关系曲线。由图可见，地基顶面竖向沉降沿路堤中心线对称分布，最大值发生在地基顶面路堤中心线处。在填筑初期，在路堤自重荷载作用下，地基顶面一定宽度范围内地基顶面的竖向沉降曲线呈现为较为平坦的锅底状，随着路堤填筑高度的增加，地基顶面竖向位移增长，但增加幅度减小，填筑末期，地基顶面的竖向沉降曲线呈现为深凹状。
图4-21 地基顶面竖向位移
4.4.2.2 水平软弱地基路堤
图4-22为水平软弱地基路堤坡脚处地基沿深度方向侧向位移随分步建造而变化的关系曲线。由图可见，地基沿深度方向的侧向位移主要集中在水平软弱层内，进入下卧刚硬层以后，地基的侧向位移急剧衰减，最大值仅为1.0 mm。填筑初期，侧向位移最大值并非发生在水平软弱层顶面处，而是地基顶面以下约1 m处。当路堤填筑高度达到4 m后，侧向位移在地基顶面处达到最大，在随后的填筑阶段，坡脚处侧向位移均表现为沿地基的深度方向逐步减小。
图4-23为水平软弱地基路堤地基顶面沿地基宽度方向的竖向位移随分步建造而变化的关系曲线。由图可见，宏观上看，竖向沉降曲线均表现为沿路堤中心线对称分布，路堤荷载作用范围内表现为向下沉降，坡脚处表现为一定的向上隆起。填筑初期，地基顶面一定宽度范围内地基顶面的竖向沉降曲线呈现为平底锅状，最大值并非发生在地基顶面路堤中心线处。当路堤填筑高度达到5 m时，地基顶面竖向位移的最大值开始出现在路堤中心线处，并随着路堤填筑高度的增加而增长，但增加的幅度略减小，此时地基顶面的竖向沉降曲线呈现为深凹状。
图4-22 路堤坡脚处地基沿深度方向的侧向位移
图4-23 地基顶面竖向位移
4.4.2.3 普通斜坡地基路堤
图4-24为普通斜坡地基路堤坡脚处地基沿深度方向侧向位移随分步建造而变化的关系曲线。由图可见，在不同的填筑阶段，坡脚处侧向位移变化曲线比较相似，均表现为表层向内挤压，中、下层向外鼓出，且增加幅度由小变大再变小，路堤坡脚处地基沿深度方向的侧向位移较小，最大值仅为0.97 mm。与普通水平地基（图4-20）相比，斜坡地基尽管存在地面横坡，但两者差异并不明显，这可能意味着土体的模量（可视为刚度）对地基侧向变形起决定性作用，地面横坡的存在只是加剧了地基的侧向变形。
图4-24 路堤坡脚处地基沿深度方向的侧向位移
图4-25为普通斜坡地基路堤地基顶面沿地基宽度方向的竖向位移随分步建造而变化的关系曲线。由图可见，在填筑初期，地基顶面的竖向位移最大值发生在路堤的下坡脚一侧，并随着填筑高度的增加，最大值发生的部位逐渐向路堤中心线偏移。当路堤填筑完成以后，地基顶面竖向沉降曲线同水平地基较为相似，此时地基顶面竖向位移最大值仅为9.8 mm。这再次说明土体的模量对地基的变形起着决定性作用。
图4-25 地基顶面竖向位移
4.4.2.4 斜坡软弱地基路堤
图4-26为斜坡软弱地基路堤坡脚处地基沿深度方向侧向位移随分步建造而变化的关系曲线。由图可见，地基沿深度方向的侧向位移主要集中在斜坡软弱层内。进入下卧刚硬层以后，地基的侧向位移急剧衰减，最大仅为1.0 mm。除第一次填筑时，侧向位移最大值发生在地基顶面以下约1 m处外，在后续的填筑过程中，侧向位移均在地基顶面处达到最大，在不同的填筑阶段，坡脚处侧向位移均表现为沿着地基的深度方向逐步减小。斜坡软弱地基和水平软弱地基路堤坡脚处侧向位移最大值分别为130.28 mm和31.09 mm，前者是后者的4.19倍，再次证明地面横坡加剧了地基的侧向变形。
图4-26 路堤坡脚处地基沿深度方向的侧向位移
图4-27 地基顶面竖向位移
图4-27为斜坡软弱地基路堤地基顶面沿地基宽度方向的竖向位移随分步建造而变化的关系曲线。由图可见，竖向沉降曲线严重丧失了对称性，位移较大值均发生于下坡脚一侧，在路堤荷载作用范围内表现为向下沉降，下坡脚处表现为明显的向上隆起。在填筑初期，地基顶面的竖向位移最大值发生在路堤的下坡脚一侧，并随着填筑高度的增加，最大值发生的部位逐渐向路堤中心线偏移。斜坡软弱地基和普通斜坡地基路堤地基顶面竖向位移最大值分别为106.28 mm和9.8 mm，后者是前者的10.8倍，这有力地证明了土体的模量对地基的变形起着决定性作用。
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