沿河路堤縱向裂縫形成機理與自治方法研究.pdf

1、我國東部沿海地區(qū)河網稠密，許多公路修建在河堤上，隨著交通量的增加，河堤進行了拓寬改造。沿河公路路堤不僅要承受交通荷載的作用，還要抵抗河水的侵蝕和滲透，承擔防洪的作用。沿河公路路面經常出現縱向裂縫，這些縱向裂縫規(guī)模大、養(yǎng)護難度大，會影響到道路通行。本文結合典型的沿河公路工程-江蘇淮江公路，在研究縱向裂縫發(fā)育特征和分布規(guī)律基礎上，通過室內試驗、現場試驗、數值模擬和理論分析相結合的方法，對路堤縱向裂縫形成機理和處治方法進行系統(tǒng)研究，主要研究內

2、容及成果總結如下：
　　(1)系統(tǒng)總結了飽和非飽和滲流場與應力場耦合分析的研究進展，全面回顧了路堤縱向裂縫形成原因與處治方法的研究成果，指出了存在的問題。
　　(2)通過現場調查和室內試驗，研究了沿河公路縱向裂縫的發(fā)育特征及分布規(guī)律，闡明了縱向裂縫與路堤拓寬、水位變化、路堤高度的相關關系。
　　(3)選取代表性斷面，通過室內試驗和CPTU測試技術，研究了沿河公路新老路堤土體的物理力學特性；結合蠕變試驗，研究了新老路堤土

3、體的長期變形特性的時間效應。分析表明，老路堤土體指標優(yōu)于新路堤，特別是壓縮系數指標差異明顯，新路堤土體蠕變特性更顯著。
　　(4)采用多孔介質預測滲透系數的方法，研究了基于體積含水量和基質吸力的非飽和滲透系數分析方法；介紹了飽和－非飽和滲流方程，結合有限元數值模擬，分析了季節(jié)性水位變化下飽和－非飽和非穩(wěn)定滲流特點，揭示了沿河路堤內的滲流特征及規(guī)律，結論表明：浸潤線和孔壓在迎水面坡體內變化明顯，浸潤線和孔壓的變化滯后于水位變化。

4、r>　　(5)從流固耦合理論出發(fā)，基于虛功原理，介紹了采用位移增量和孔隙水壓力增量為變量的飽和－非飽和耦合固結控制方程及有限元求解方法：在總結分析裂縫判別方法的基礎上，提出了沿河公路路面縱向開裂的判別標準，即路拱橫坡度和土體拉應變雙控標準；以淮江公路典型路段為例，通過數值模擬和現場監(jiān)測等方法，分析了沿河公路路堤沉降變形和穩(wěn)定特性，以及路堤土體的拉應變發(fā)展趨勢，結論表明，水位變化和路堤拓寬是造成路堤縱向開裂的主要外因，受兩個外因的作用，路