高速公路路基填土及路基边坡稳定性分析

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1、成绩《高速公路》课程报告专业方向：交建班级：土木08—5班学号：02080602姓名：王涛中国矿业大学力建学院2011年6月12平原地区高速公路路基填土材料及路基边坡稳定性分析中文摘要：高速公路在我国发挥着越来越重要的作用，全国各地都在大量的修建高速公路，修建出更高质量的公路，已成为我国公路建设的迫切任务。在这样的大背景下，本文浅谈下在平原地区条件下高速公路常用填土材料的工程性质和路基边坡的破坏类型、原因及稳定性分析。关键词：粉土粘土路基边坡破坏类型稳定性一，高速公路的路基填土材料—粉土和粘土1.1一般性质1.1.1粉土凡粒径大于0.075mm的颗粒含量小于或等于全重的50％，且塑性指数Ip小

2、于或等于10的土，称为粉土。粉土属第四系全新统地层，冲洪积成因，在我国分布广泛，长江以北黄淮冲积平原分布较为普遍。粉土多成棕黄色，散粒结构，是一种具有特殊工程性质的土类。粉土一般呈稍密~中密状态，压缩性高，力学强度低。密实的粉土为良好地基；饱和稍密的粉土，地震时易产生液化，为不良地基。该类填料用于路堤下部时，要加强边坡防护力度。粉土的工程性质处于粘性土及沙土之间，粉土的工程特性如下：（1）粉土中80%以上的粒组是粉粒及粉砂粒，比表面积不大，毛细现象发达。在塑限实验搓条时，毛细压力使土粒聚合，呈现出假塑性，故塑限试验对这类土不适用；液限试验时，圆锥尖沉入土中在限定时间内不能稳定，故液限试验对这类

3、土也不适用。在Ip=10附近曲线出现转折，Wp曲线向下凸，表现出假塑性。（2）土的力学指标如内摩擦角、内聚力、压缩系数、压缩模量、比贯入阻力等在与塑性指数的Ip曲线上，于Ip=10附近也出现明显转折。（3）从地震液化特征看，Ip<10时，容易液化。（4）12从工程实践中反映出，Ip<10的土难以压实，也不宜用石灰改善，当采用桩基时，不宜用压入法沉桩，且沉桩比较困难。（1）粉土的工程性质与中等塑性的粘性土比较，其渗透性和抗剪强度明显增大，压缩性则显著降低，标准贯入击数和静探比贯入阻力一般增高2倍以上。在粉土中钻探，取原状土样或打桩较困难，施工开挖时容易产生流砂涌土现象。其实，砂质粉土的一系列工程

4、性质更接近粉砂。（2）沙质粉土的主要矿物成分是石英，其次为长石、云母及少量其他矿物，并含有极少量的粘土矿物。（3）砂质粉土由于其粘粒含量极少，故与水的结合能力小。其主要成分为粉粒，毛细作用显著，含水量不大时，由于毛细水的存在，使砂质粉土表现出一定的毛细粘聚力；在饱水时，毛细粘聚力消失，呈现很小或无粘聚力的散粒体，不具有塑性或微有塑性，故可称之为无粘聚性土。（4）砂质粉土的透水性良好。颗粒愈粗、愈均匀、愈浑圆时，透水性愈高。（5）一般砂质粉土在静荷载作用下，压缩性较小，其压密过程也较快。工程实践表明，沙土地基的变形在施工期间即可完成70%~80%，甚至可以认为已全部完成。颗粒愈粗，压缩性愈低，压

5、密过程愈快。（6）砂质粉土的抗剪强度由内摩擦角来决定。由石英组成的粉土内摩擦角最大，云母组成的则最小。矿物成分对于较粗粒组的内摩擦角影响较显著，并随着粒度的变小而递减。砂质粉土的紧密程度增大时，内摩擦角也增加，这与在剪切带不仅发生颗粒间的位移，而且还由于颗粒间的咬合作用发生部分颗粒被破碎有关。在剪切过程中，土的体积会发生变化，一般松砂变密，密砂则变松。颗粒的形状及级配对其内摩擦角也有影响，一般浑圆的、均匀的，其内摩擦角较小。（7）除了疏松的粉土之外，一般均可作为各种房屋建筑物和构筑物的良好地基，这类土地基的承载力与土的紧密状态、基础大小、埋深和地下水位有关。但对于饱和的粉土地基，由于地下水的渗

6、流，易于发生流沙现象。1.1.2粘土粘性土是指塑性指数Ip>10的土，由于土中的颗粒组成以粉粒和粘粒为主，因此具有显著不同于无粘性土的特征。粘性土的特征为：（1）粘性和可塑性。12粘粒与水相互作用产生粘结力，表现为土具有粘性和可塑性。粘性的大小取决于两个因素：一是土粒的矿物成分和土粒周围水的成分及其所含离子的种类和特征；二是土颗粒的总比表面积的大小。比表面积定义为单位体积或质量的土中所有土颗粒表面积之和。显然，土的粒度组成中粘粒含量越多，粘性越大。（2）具有涨缩性。土的体积由于含水量变化而引起的变化的性质称为胀缩性。粘性土的胀缩性容易使地基产生不均匀变形，并使结构物产生附加应力，造成不利影响。

7、（3）压缩性和抗剪强度与土的含水量有着密切的关系。（4）具有结构性。1.2渗透性质土空隙中的自由水在重力作用下发生运动的现象，称为水的渗透。土的渗透性表现为土体被水透过的性能，是土体的基本力学性质之一。在道路工程中常需要了解土的渗透性。由于土的空隙细小，在大多数情况下水在空隙中的流速较小属于层流，因而土中水的渗流规律符合层流渗透定律，这个定律是法国学者达西根据砂土的实验结果而得到的，也称达西定律。