高填方浸水路堤填筑技术及稳定性监测研究

论文摘要

重庆钢铁集团货运铁路站场位于三峡库区,最大填方高度达74m。三峡水库蓄水后,库区的蓄水水位将达到175.0m,该站场路堤位于长江蓄水水位和百年洪水水位以下的高度分别达30.0m和37.0m。如填筑施工方案不当,其在施工过程和后期站场运营中,可能发生填料浸水湿化变形引起边坡失稳和路堤沉降,填筑厚度不一产生差异沉降过大等问题,严重影响重钢高填方浸水斜坡路堤的整体稳定性,以及对施工和后期站场运营安全构成极大威胁。因此,本文针对重钢货运铁路站场高填方浸水斜坡路堤工程,研究了高填方浸水路堤的填筑技术；建立了变形监测系统,掌握其变形趋势,以指导施工和站场运营,评估所采取的施工技术在控制沉降和保证整体稳定性的效果；通过理论计算和数值模拟手段分析了本工程的沉降变形规律及其稳定性。重钢货运铁路站场高填方浸水斜坡路堤工程具有填方量大、填方高度高、填方区受长江水浸泡、施工工期短等特殊性,使得重钢高填方浸水路堤填筑面临一些特殊的困难。首先,本文针对高填方浸水斜坡路堤的特殊性进行深入研究,提出了软弱层地基处理、填料的选择、压实技术、边坡防护等综合施工方案。其次,本文通过现场试验,采用基于传感器、高精度全站仪等手段监测重钢高填方路堤应力分布规律、沉降特性和整体稳定性。截至目前,监测结果表明：高填方最大沉降量为89.7mm,坡体最大横向水平位移为46.5mm,高填方最大变形区域集中在路堤路肩中心部位,变形逐渐趋于稳定；以及监测结果说明重钢高填方浸水斜坡路堤所采取综合施工方案有效的控制了其整体稳定性。最后,使用GEO-SLOPE软件的SIGMA/W、SLOPE/W和QUAKE/W三个模块分别对高填方在自重荷载和外加荷载情况下的变形、稳定性和地震响应情况进行数值模拟计算。分析结果表明：按Morgenstern-Price、Bishp、Janbu和Ordinary法计算得到的边坡安全系数k均达到1.7以上,已完全满足了稳定性要求。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景与意义
• 1.2 高填方浸水路堤研究现状
• 1.2.1 填筑技术研究现状
• 1.2.2 稳定性研究现状
• 1.3 本论文的主要工作
• 第2章 高填方浸水路堤填筑技术
• 2.1 高填方浸水路堤设计概况
• 2.2 路堤填料性质分析
• 2.2.1 路堤填料
• 2.2.2 重钢实况
• 2.3 高填方填筑技术与施工工艺
• 2.4 小结
• 第3章 高填方浸水路堤稳定性动态监测
• 3.1 现场监测方案
• 3.1.1 监测目的
• 3.1.2 监测方法
• 3.2 监测原理与结果分析
• 3.2.1 深部位移监测
• 3.2.2 土应力监测
• 3.2.3 土工格栅加筋效果监测
• 3.2.4 边坡三维监测
• 3.3 小结
• 第4章 高填方浸水路堤稳定性数值分析
• 4.1 GEOSLOPE软件
• 4.2 计算原理
• 4.3 计算方案与模型建立
• 4.3.1 计算方案
• 4.3.2 模型的建立
• 4.3.3 参数选取
• 4.4 计算结果分析
• 4.4.1 变形分析
• 4.4.2 稳定性分析
• 4.4.3 地震响应分析
• 4.5 小结
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表论文及主要科研工作