理论教育 斜坡填方路堤极限承载力影响因素的研究结果

斜坡填方路堤极限承载力影响因素的研究结果

时间:2023-08-29 理论教育 版权反馈
【摘要】:运用FLAC数值计算软件对第4.4.1节的各种工况进行计算,得出斜坡坡度、路堤高度、路堤顶面宽度及路堤边坡坡度对岩质斜坡地基上填方路堤极限承载力的影响。图4-1斜坡地基坡度变化图根据表4-14可以绘出斜坡地基上填方路堤极限承载力随m变化曲线图,见图4-2。

斜坡填方路堤极限承载力影响因素的研究结果

运用FLAC数值计算软件对第4.4.1节的各种工况进行计算,得出斜坡坡度、路堤高度、路堤顶面宽度及路堤边坡坡度对岩质斜坡地基上填方路堤极限承载力的影响。

1.斜坡坡度的影响

保持D(24m)、H(18m)和n=1.75均一定,由图4-1可知,斜坡坡度1∶m中m的取值范围为:。拟m分别取1.5、1.75、2.0、2.5、3.0,得到m取不同值时路堤极限承载力大小及破坏模式见表4-14。

图4-1 斜坡地基坡度变化图

根据表4-14可以绘出斜坡地基上填方路堤极限承载力随m变化曲线图,见图4-2。

表4-14 不同m时的极限承载力

由图4-2可知:在保持D(24m)、H(18m)和n=1.75均一定,只改变斜坡坡度的情况下(坡度由1∶1.5~1∶3.0),当岩质斜坡地基上填方路堤破坏模式为局部破坏时,极限承载力的大小随斜坡坡度变化而变化不大;当斜坡坡度变化是路堤沿接触面破坏(整体破坏)时,极限承载力变化急剧增大;当斜坡坡度为1∶2.5时,极限承载力大小为265kPa;而当斜坡坡度变为1∶3时,极限承载力大小变为70kPa;变化率为73.58%。

图4-2 斜坡地基上填方路堤极限承载力随m变化曲线图

2.填土高度的影响

保持D(20m)、m=2.0和n=1.75均一定,路堤高度H分别取16m、18m、20m、22m、24m。得到H取不同值时路堤极限承载力大小,具体见表4-15。

图4-3 斜坡地基上填方路堤高度变化图(www.daowen.com)

根据表4-15可以绘出如图4-3的斜坡地基上填方路堤极限承载力随H变化曲线图。

表4-15 不同H时的极限承载力

由图可知,在保持D(20m)、m=2.0和n=1.75均一定,只改变路堤填土高度的且其破坏模式均为局部破坏(路堤内部破坏)的情况下,斜坡地基上填方路堤极限承载力的大小随路堤高度的增加而减小,当填方路堤高度为16m时,极限承载力大小为275kPa,而当填方路堤高度变为24m时,极限承载力大小变为245kPa,变化率为10.9%。

3.填土宽度的影响

保持H=20m、m=2.0和n=1.75均一定,路堤宽度D分别为:10m、14m、18m、22m、26m。见图4-4得到D取不同值时路堤极限承载力大小,具体见表4-16。

图4-4 斜坡地基上填方路堤填土宽度变化图

根据表4-15可以绘出如图4-4的斜坡地基上填方路堤极限承载力随D变化曲线图。

表4-16 不同D时的极限承载力

4.路堤边坡坡度的影响

《公路路基设计规范》中对斜坡地基上填筑填方路堤常采取挖台阶的工程处理措施,台阶的宽度通常设置为2m,挖台阶主要目的在于增大接触面的粗糙度,进而增加其摩擦阻力。当斜坡地基上填方路堤不沿接触面滑动时,其效果并不显著;当斜坡地基上填方路堤沿接触面滑动时,台阶的宽度对其稳定性的影响如何,尚需要进一步的研究。对相应工况进行计算,得出其失稳时剪应变增量。

通过计算得出不同台阶宽度下岩质斜坡地基上填方路堤极限承载力变化趋势,在不同斜坡坡度下,岩质斜坡地基上填方路堤极限承载力随台阶宽度的加大而增加,挖台阶与不挖台阶对其极限承载力的影响较大,而台阶的宽度则对其极限承载力影响不明显。综合考虑岩质斜坡路堤的稳定性与经济因素,拟采用的合理台阶宽度为1m。

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