红粘土路堑边坡防护的稳定性分析

论文摘要

红粘土是一类典型的特殊土,广泛分布于我国西南诸省市自治区,如湖南、广西、云南、贵州等,随着我国高速公路建设在红粘土地区的飞速发展,如何确保红粘土路基边坡的稳定性并科学合理地利用红粘土做为路基填料就显得越来越重要。为此,本文依托湖南省郴宁高速公路的建设,通过室内外试验、现场调研和数值分析,开展了红粘土路堑边坡防护的稳定性分析研究,从而为红粘土地区公路建设提供指导性建议。1)利用X-射线衍射仪对依托工程的红粘土进行了矿物成分半定量分析,结果表明,红粘土矿物组成的主要元素包括硅、铝、氧,占了全部元素的80%以上,且富含高岭石、伊利石、石英等矿物。在此基础上对土样进行了室内试验,并分析了红粘土的渗透性和胀缩特性,结果表明,红粘土的膨胀特性变化规律与膨胀土类似。2)通过现场调研依托工程路堑边坡的病害,采用裂隙等效模型和雨水入渗计算模型,分别取0.5m和1m的裂隙深度,模拟分析了裂隙分布及雨水在裂隙土中的入渗规律。结果显示,当裂隙率大于0.25%后,边坡安全系数随裂隙率的增大而迅速降低,0.5m和1m裂隙深度的降低幅度分别达到19.2%和39.4%,且在相同裂隙率时,1m裂隙深度的边坡安全系数要远小于0.5m裂隙深度的结果。由此表明,当大气影响深度较大、前期蒸发作用剧烈时,降雨过程会导致红粘土路堑边坡较大的变形,边坡呈现最危险的状态。3)采用FLAC2D软件对红粘土路堑边坡不同护坡技术的稳定性进行了分析,据此提出了框锚植草结合的柔性防护技术。结合现场检验发现,采用框锚植草结合的柔性防护技术后,边坡的剪切应变范围和变化值均明显减小并变化均匀,最大剪切应变值为1.703×10?2,出现在坡面的坡脚附近,比植物纤维护坡产生的最大剪应变3.043×10?2要小44.0%。因此表明采用框锚植草结合的柔性防护技术后,坡体内部应力应变的分布得到了改善,使坡体的稳定性得到了增强。综上所述,框锚植草结合的柔性防护技术与传统的防护技术相比,可有效提高红粘土路堑边坡的稳定性,且具有良好的社会经济效益,可在实际工程中推广应用。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 问题的提出
• 1.2 国内外研究概况
• 1.3 主要研究内容
• 第二章 红粘土的矿物组成和工程特性
• 2.1 依托工程概况
• 2.2 红粘土的矿物组成
• 2.3 红粘土工程特性
• 2.4 小结
• 第三章 红粘土路堑边坡病害调查与成因分析及防护措施
• 3.1 路堑边坡病害特征及成因分析
• 3.2 路堑病害防护措施
• 3.3 小结
• 第四章 降雨入渗下红粘土路堑边坡稳定性分析
• 4.1 考虑降雨影响的红粘土路堑边坡特性分析
• 4.2 雨水入渗下的红粘土路堑边坡稳定性分析
• 4.3 小结
• 第五章 红粘土路堑边坡防护措施效果分析
• 2D 软件及本构模型简介'>5.1 FLAC^2D软件及本构模型简介
• 5.2 传统防护技术的稳定性分析
• 5.3 柔性防护技术的稳定性分析
• 5.4 工程应用验证
• 5.5 小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 主要结论
• 6.2 进一步展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录 A 攻读硕士期间发表的论文
• 附录 B 攻读硕士期间参与的科研项目
• 文献综述
• 参考文献
• 详细摘要