（土壤学专业论文）紫色土丘陵山区田间道路基工程设计.pdf

资助项目 国家科技支撑计划课题“坡地高效生态农业的基 础设施配套技术研究( 2 0 0 8 b a d 9 8 8 0 2 ) 和西南大学 生态学重点学科“21 l 工程 建设项目资助 目录 摘要i a b s t r a c t i i i 第1 章文献综述。1 1 1 土壤性质对路基稳定性及设计的影响。1 1 2 工程地质条件对路基稳定性及设计的影响4 1 3 水文和水文地质条件对路基稳定性及设计的影响5 1 4 结语。6 第2 章绪论7 2 1 选题背景7 2 2 研究目标7 2 3 研究内容及方法8 2 3 1 研究内容8 2 3 2 研究方法8 2 4 技术路线1 0 第3 章不同土地利用方式下路基工程设计1 1 3 1 冲田土体性质及路基工程设计。1 3 3 1 1 冲田土体性质。1 3 3 1 2 冲田的路基工程设计1 4 3 2 螃田土体性质及路基工程设计16 3 2 1 螃田土体性质1 7 3 2 2 螃田的路基处理1 8 3 3 旱地土体性质及路基工程设计l9 3 3 1 旱地土体性质1 9 3 3 2 旱地的路基工程设计。2 0 3 4 小结2 1 第4 章不同工程地质条件下路基工程设计2 3 4 1 工程地质条件分析2 3 4 2 过砂岩段路基工程设计2 4 4 3 过泥岩段路基工程设计2 6 4 4 ，j 、结2 8 第5 章不同水文条件下路基工程设计2 9 5 1 影响研究区路基稳定性的水文条件分析2 9 5 2 不同水文条件影响下的路基工程设计2 9 5 2 1 新建的过水田段田间道路基排水设计2 9 5 2 2 新建的过旱地段田间道路基排水设计3 3 5 3 小结3 5 第6 章结论及展望3 7 6 1 结论3 7 6 1 1 田间道路基工程处理及设计3 7 6 1 2 田间道排水结构物的设计3 8 6 2 展望3 8 参考文献3 9 致 射。4 3 攻读硕士学位期间的科研成果4 5 摘要 紫色土丘陵山区田间道路基工程设计 土壤学专业硕士研究生：修维宁 指导老师：魏朝富研究员 摘要 田间道是居民点到田间的通道，主要为货物运输，作为机械向田间转移及为机械加水、 加油生产服务的道路。随着国民经济建设的发展，我国的道路建设有了飞速发展，并不断地 向经济不发达的丘陵山区农村延伸。因紫色土丘陵山区的复杂性，导致田间道沿线不可避免 的要经过各种具有不同的地形地貌、不同工程地质及水文条件的地区，因而这些地区的田间 道路质量主要取决于这些因素，在这些因素影响下的田间道路路基稳定性分析及设计尤为重 要。目前国内外对路基稳定性因素分析及设计处理的研究主要是针对铁路路基、等级公路路 基等投资大、技术支撑强的研究上，而对针对小区域内投资规模相对较小，而涉及范围更广 的田间道路基研究较少。本文通过对紫色土丘陵山区不同土地利用类型、工程地质条件和水 文条件下的田间道路基稳定性的分析，进行了相应的路基处理或工程设计。 ( 1 ) 在冲田、螃田以及旱地三种不同的土地利用方式下，田问道路基的设计处理应该区 别分析。冲田的土壤由于地势低洼地下水丰富或地表积水，长期受水浸泡，而造成土质软化 及有机物淤积，力学性质普遍低，含水量高，抗剪强度弱、易触变，为高液限土。因此在冲 田上新建道路路基时应进行换土处理，先挖除表层含水量高的淤泥，然后就近取工程性质较 好的砂土或者碎石换填并分层压实：螃田的地势一般较冲田高，土质软化程度较冲田低，有 机物淤积较少，力学性质不高，抗剪强度较弱，天然土体含水量较高，不易蒸发，但是经过 晾晒，可以达到最佳含水量。反之，含水量较低时，土体性质跟天然土体相近，因此在塄田 上新修路基时，应先将田内的水放干、并将上层固结土层粉碎、晾晒，晾干后压实i 旱地只 有少量有机物富集，力学性质较好，含水量接近于天然含水量，抗剪强度较高，土在击实状 态下，结构较紧密。旱地段则只需将表层清理，即可压实。同时，各种利用方式下路基的压 实度应严格控制在9 3 以上。 ( 2 ) 道路沿线的地质条件，如岩石的种类、成因、节理，风化程度和裂隙情况，岩石走 向、倾向、倾角、层理和岩层厚度，有无夹层或遇水软化的夹层、以及有无断层或其他不良 地质现象( 岩溶、冰川、泥石流、地震等) 都对路基稳定性有一定的影响。在过硬质砂岩和 软泥岩两种不同的工程地质条件下，路基的设计应该区别处理。遇硬质岩层时，应该开挖路 堑，以防路基不稳，产生滑动；如遇软岩层，也尽量开挖路堑，如果路基标高较地面线高， 也可设计路堤，但需要在路堤两边设计加固措施，例如挡土墙等，开挖路堑后还需要进行路 基碾压，碾压遍数在三遍以上，使其压实度达到9 3 ，碾压后再铺设路面基层，另外，应控 西南大学硕士学位论文 制边坡比在l ：l 以上并做好边坡防护，以防边坡上的碎石滑落，影响通行。 ( 3 ) 减少水文因素对路基稳定性影响主要有两种方法，一种是提高路基设计标高，使路 基土体保持良好的干湿度。即使路肩边缘高出路基两侧地面积水高度，同时考虑地下水、毛 细水的作用，不致影响路基的强度和稳定性。地面排水状况良好，无积水，路基可以就原地 面或略高于原地面。常有积水或地下水位较高，或者根据路面平整需要进行填方的，填方高 度根据不同土壤在o 5 m 2 5 m 之间选定。另外一种是修建适当的排水设施。一般过旱地田 间道修建的主要排水设施为路边沟，当坡面较大，则应在适当位置修建过水涵洞，将坡面来 水引到地势低洼处的承泄区；过水田田间道则主要是修建过水涵洞，涵洞的位置及规格根据 上游水田的大小及来水量确定，当来水量过大时，需新建大规格的箱涵，以满足水田的排水 需求，保护路基免受冲刷侵蚀。 本文是以重庆紫色土丘陵山区大量田间道路基工程处理或工程设计成果为基础，研究结 果符合紫色土丘陵山区田间道工程建设情况，对正确指导道路路基工程设计，进一步提高田 间道工程的质量将发挥积极作用。 关键词：土地利用方式工程地质条件水文条件路基工程设计 a b s t r a c t s u b g r a d ee n g i n e e r i n gd e s i g no f f i e l dr o a d s i np u r p l eso i lh i l l yr e g i o n m a j o r ：s o i ls c i e n c e p o s t g r a d u a t e ：x i uw e i n i n g s u p e r v i s o r ：p r o f w e ic h a o f u a b s t r a c t f i e l dr o a d ，a sas e r v i c i n gf o rp r o d u c t i o n , i sac h a n n e lc r o s s i n gt ot h ef i e l df r o mt h er e s i d e n t i a l a r e a i ti su s e df o rt r a m p o n i n gg o o d s ，t r a n s f e r i n gt h ef a r mm a c h i n et ot h ef i e l da n da d d i n gw a t e ro r o i lt oi t w i t ht h ed e v e l o p m e n to fn a t i o n a le c o n o m y , t h er o a dc o n s t r u c t i o ni nc h i n ah a sr a p i d l y p r o g r e s s e d ，a n dw a sg r a d u a l l ye x t e n d i n gt ot h eu n d e v e l o p e dc o u n t r y s i d eo fp u r p l es o i lh i l l ya r e a o w i n gt ot h ec o m p l e x i t yo ft h ep u r p l es o i lh i l l ya r e a , t h e r ea r ev a r i o u sr e g i o n sw i t hd i f f e r e n tl a n d u s ep a t t e r n s ，d i f f e r e n te n g i n e e r i n gg e o l o g ya n dh y d r o l o g i c a lc o n d i t i o n sa l o n gt h ef i e l dr o a d s ，w h i c h c o n t r i b u t et ot h er o a dq u a l i t yo ft h e s ea r e a s j u s tb e c a u s eo fa l lt h e s ef a c t o r s ，i ti sv e r yi m p o r t a n tt o a n a l y z ea n dd e s i g nt h es u b g r a d es t a b i l i t yo ff i e l dr o a d s a tp r e s e n t , t h es t u d i e so nt h ea n a l y s i sa n d d e s i g no ft h es u b g r a d es t a b i l i t yf r o mh o m ea n da b r o a dm a i n l yf o e u so nt h o s ew i t hl a r g ei n v e s t m e n t a n ds t r o n gt e c h n o l o g ys u c ha sr a i l w a ys u b g r a d ea n dg r a d e dh i g h w a ys u b g r a d e ，w h i l et h e r ea r e f e w e rs t u d i e so nt h er u r a lr o a ds u b g r a d ew i t har e l a t i v e l ys m a l li n v e s t m e n ti ns m a l la r e a sb u t b r o a d e rs c o p e s i nt h i sd i s s e r t a t i o n , w ea n a l y z et h es u b g r a d es t a b i l i t yo ff i e l dr o a d si np u r p l es o i l h i l l ya r e aw i t hd i f f e r e n tt y p e so fl a n du t i l i z a t i o n , e n g i n e e r i n gg e o l o g ya n dh y d r o l o g i c a lc o n d i t i o n s ， a n dp u tf o r w a r dt h ef o l l o w i n g e x p e r i e n c eo fd e s i g n ( 1 ) t h ed e s i g no f t h ef i e l dr o a d ss u b g r a d es h o u l dd i f f e r e n t i a t ea st h et h r e et y p e so f ll a n du s e p a t t e r n s ，t h ev a l l e yp a d d yf i e l da n dt h es l o p ep a d d y f i e l da sw e l la sd r yl a n d t h ev a l l e yp a d d yf i e l d w i t hl o w - l y i n gt o p o g r a p h ya r el o n gi m m e r s e di nw a t e rb e c a u s eo ft h ea b u n d a n tg r o u n d w a t e ro r s u r f a c ew a t e r , l e a d i n gt ot h es o i ls o f t e n i n g , o r g a n i cd e p o s i t i o n , l o wd y n a m i cq u a l i t y , h i g hw a t e r c o n t e n t , w e a ks h e a rs t r e n g t ha n de a s i l yt h i x o t r o p i c t h i sk i n do fs o i li sc a l l e dh i g hl i q u i dl i m i t s o i l t h e r e f o r e ，c o n s t r u c t i n gn e ws u b g r a d eo nt h ev a l l e ys h o u l dc h a n g et h es o i l ，t h a ti s ，f i r s tg e tr i d o ft h es u r f a c es i l tw i t hh i g hw a t e rc o n t e n ta n dt h e nf i l li ns a n do rm a c a d a mw i t hg o o de n g i n e e r i n g c h a r a c t e r sa n dc o m p a c tl a y e rb yl a y e r 1 1 1 es l o p ep a d d yf i e l d w i t hh i g h e rt o p o g r a p h ya n dl o w e r s o i ls o f t e n i n gt h a nv a l l e y , h a sl o wd y n a m i cq u a l i t ya n dw e a ks h e a rs t r e n g t h i t sn a t u r a ls o i l c o n t a i n sh i i g hw a t e rc o n t e n t , d i f f i c u l tt oe v a p o r a t e ，b u ta r e rd r y i n gi nt h es u n ，i tw o u l dg e tt ot h e m 西南大学硕十学位论文 o p t i m u mm o i s t u r ec o n t e n t i nc o n t r a s t , t h es o i lw i t hl o ww a t e rc o n t e n ti sl i k et h en a t u r a ls o i l a sa r e s u l t , c o n s t r u c t i n gn e ws u b g r a d eo nt h es l o p ep a d d yf i e l ds h o u l df i r s td i s c h a r g et h ew a t e ri n s i d e t h el a n d ，a n dt h e ns m a s ht h eu p p e rc o n s o l i d a t i n gs o i la n dc o m p a c ta f t e rd r y i n g w h i l et h ed r yl a n d h a ss m a l lo r g a n i cd e p o s i t i o na n d9 0 0 dd y n a m i cq u a l i t ya sw e l la ss t r o n g e rs h e a rs t r e n g t h ，a n di t s w a t e rc o n t e n tw a sc l o s et ot h en a t u r a lw a t e rc o n t e n t i nt h es t a t eo fc o m p a c t i o n ，t h es t r u c t u r eo ft h e s o i li st i g h t s o ，c o n s t r u c t i n gn e ws u b g r a d eo nt h ed r yl a n do n l yn e e dt oc l e a nt h es u r f a c el a y e ri n o r d e rt oc o m p a c t 。a tt h es a m et i m e ，t h ee x t e n to ft h es u b g r a d ec o m p a c t i o nw i t ht h et h r e et y p e s m u s tc o n t r o lu pt om o r et h a n9 3 ( 2 ) t h eg e o l o g i cc o n d i t i o n sa l o n gt h er o a d ，s u c ha st h er o c k s k i n d ，c a u s e ，j o i n t s ，d e g r e eo f w e a t h e r i n ga n df r a c t u r ec a s e s ，t h et r a c k , t r e n d ，o b l i q u i t y , t e x t u r ea n dt h et h i c k n e s so ft e r r a n e ，w i t h o rw i t h o u ti n t e r l a y e ro rt h ei n t e r l a y e rs o f t e n e da f t e rm e e t i n gw a t e ra n dw i t ho rw i t h o u tf a u l t a g eo r o t h e rb a dg e o l o g i cp h e n o m e n a ( k a r s t , g l a c i e r , d e b r i sf l o w , e a r t h q u a k ea n ds oo n ) w i l li n f l u e n c et h e s u b g r a d es t a b i l i t yt os o m ee x t e n t t h es u b g r a d ed e s i g ns h o u l dh et r e a t e dd i f f e r e n t l ya st w o d i f f e r e n t g e o l o g i c a lc o n d i t i o n so fe x c e l l e n t l yh a r ds a n d s t o n ea n ds o f tm u d s t o n e w h e nm e e t i n gt h eh a r d t e r r a n e ，w es h o u l dd i gr o a dc u t t i n gi no r d e rt op r e v e n tt h es u b g r a d ei n s t a b i l i t yr e s u l t i n gi ns l i d i n g ； a sr e g a r d sa st h es o f tm u d s t o n e , w es h o u l da l s ot r yo u rb e s tt od i gr o a dc u t t i n g i ft h es u b g r a d e h e i g h ti sh i g h e rt h a nt h eg r o u n d , e m b a n k m e n tc 觚a l s oh ed e s i g n e d , b u tt h e r es h o u l dh e s t r e n g t h e n i n gm e a s u r e s 砒b o t hs i d e so ft h ee m b a n k m e n t , e g r e t a i n i n gw a l l a f t e rd i g g i n gr o a d c u t t i n g , s u b g r a d er o l l i n gi sn e c e s s a r y , a n d t h et i m e so fr o l l i n gs h o u l dh em o r et h a nt h r e ei no r d e rt o o b t a i nt h ec o m p a c t i o ne x t e n to f9 3 a f t e rr o l l i n g , w ec a l lp a v et h eb a s e dl a y e ro f r o a d i na d d i t i o n , t h ep r o p o r t i o no fs i d ea n ds l o p es h o u l db ec o n t r o l l e dt om o r et h a n1 ：ia n dt h ed e f e n s eo fs i d ea n d s l o p ew a sa l s on e c e s s a r yp r e v e n t i n gt h ef a l lo fr u b b l eo nt h es l o p et oa f f e c tt r a f f i c ( 3 ) t w om a i nm e t h o d st h a ti m p r o v i n gt h ed e s i g no fe m b a n k m e n te l e v a t i o na n dt h e c o n s t r u c t i o no fp r o p e rd r a i n a g ef a c i l i t i e sc o u l dr e d u c et h ei m p a c to fh y d r o l o g i c a lf a c t o r so nt h e s t a b i l i t yo fr o a d b e d s p e c i f i c a l l y , i m p r o v i n gt h ed e s i g no fe m b a n k m e n t e l e v a t i o nc a nm a k et h es u b g r a d es o i lm a i n t a i nm o d e r a t em o i s t u r ew h i c hk e e pt h es t r e n g t ha n ds t a b i l i t yo ft h er o a d b e de v e n w h e nt h ee d g eo f h a r ds h o u l d e ri sa b o v eh i g ht h eg r o u n dw a t e ro nb o t hs i d e so fr o a d b e d ，a n dt h e e f f e c t sf r o mt h eg r o u n d w a t e r , t h er o l eo fc a p i l l a r yw a t e ra n df r o z e na r ec o n s i d e r e d t h er a i s e d h e i g h to ft h ed e s i g no fe m b a n k m e n te l e v a t i o nd e p e n d so ng r o u n d ss i t u a t i o n ：w h e ns u r f a c e d r a i n a g ei n9 0 0 dc o n d i t i o n , t h eh e i g h tc o u dh ee q u a lw i t ht h eg r o u n ds u r f a c e so rs l i g h t l ya b o v e w h e ng r o u n d ss u r f a c ei so f t e ni nw a t e ro ru n d e r g r o u n dw a t e rl e v e li sh i l g ho rt h ep a v e m e n tn e e d s t 0h ef i l l e d ，t h eh e i g h to ff i nd e p e n d so nt h ed i f f e r e n tk i n d so fs o i ls e l e c t i n gb e t w e e nt h eo 5 mt o 2 5 m c o n s i d e r i n ga n o t h e rm e t h o dt h a tt h ec o n s t r u c t i o no fp r o p e rd r a i n a g ef a c i l i t i e s ，o nt h eo n e h a n d ，t h em a i nd r a i n a g ec h a n n e l sf o rf i e l dr o a dw h i c ha c r o s st h ed r yf i e l da r et h er o a d s i d ed i t c h t h ec u l v e r ts h o u l db eb u i l ti nt h er i g h tp l a c et ol e a dt h es l o p ew a t e rt od r a i n a g er e c e i v e rw h e nt h e g r o u n di ss t e e p l y o nt h ea n o t h e rh a n d ，t h ec u l v e r ts h o u l db eb u i l tf o rt h ef i e l di b a dc r o s s i n gt h e p a d d yf i e l d t h el o c a t i o na n ds i z eo fc u l v e r td e p e n d so nt h es i z eo ft h ep a d d yf i e l di nt h eu p s t r e a m i v a b s t r a c t i i 皇曼曼量曼皇曼皇曼皇曼鼍量量罡曼曼曼曼量曼舅曼璺 a n dw a t e r i tn e e d st ob u i l dt h el a r g es i z eo ft h eb o xc u l v e r tt om e e tt h ed e m a n df o rp a d d yf i e l d d r a i n a g ea n dp r o t e c t i n ge m b a n k m e n tf r o me r o s i o ni ne x c e s s i v er u n o f fs i t u a t i o n t h er e s u l t so ft h i sp a p e rw a sb a s e do nal a r g en u m b e ro fi n v e s t i g a t i o n st of i e l dr o a d si nt h e p u r p l es o i lh i l l ya r e ao fc h o n g q i n ga n da n a l y s i so fa l o td e s i g nr e s u l t s t h ec h a r a c t e ro ft h i st h e s i s i st h ea n a l y s i s0 1ac a s eo ft h ed e s i g no ff i e l dr o a d si np u r p l es o i lh i l l ya r e ao fc h o n g q i n gu n d e rt h e g u i d a n c eo ft h e o r y s ot h er e s u l t sc a nr e f l e c tt h es i t u a t i o no ff i e l dr o a dc o n s t r u c t i o ni nh i l l sa n d m o u n t a i n sw i t hp u r p l es o i l i tw i l lh e l pt oc o r r e c t l yg u i d et h ed e s i g no f r o a d b e d ，a n dt oi m p r o v et h e q u a l i t yo ff i e l dr o a dp r o j e c t s k e y w o r d s ：l a n du s e p a t t e r n s d i f f e r e n te n g i n e e r i n gg e o l o g y h y d r o l o g i c a lc o n d i t i o n s s u b g r a d ee n g i n e e r i n gd e s i g n v ，j7 ；连。 ，一_ k ： 。 ： 。 第1 章文献综述 第1 章文献综述 农村道路作为直接服务于农民生活与生产活动的农业基础设施，把握着农业生产农机化 水平、农民生活水平及农村社会经济的重要命脉，是新农村建设的基本途径i l j 。0 8 年中央1 号文件更加凸显了农村道路基础设施建设的重要性，也迎来了农村道路网络体系建设的新局 面。但我国农村范围广、人口多、农村道路建设要受到社会经济条件的约束，其建设相对滞 后且质量水平较低，道路路基的设计也更加受限于建设沿线的地质地貌、土壤、水文和植被 等条件。路基是路面的基础，道路结构最核心的组成部分，它既承受着土体自重和路面结构 静荷载，又承受由路面传递下来的人畜行车动荷载，也是道路的承重主体，路基稳定性的好 坏影响着道路整体质量的水平。道路网空间的延伸需要穿越不同地理、地质、气候、水文和 水文地质、土类，而路基压实度和稳定性作为路基稳定的两个关键支撑点1 2 j ，在很大程度上 取决于这些自然条件。路基是路面的基础，直接影响路面的使用质量，据调查，我国路面产 生的早期毁坏因路基造成的占6 0 以上，路基的设计、施工、养护都存在诸多亟待解决的课 题。 田间道是居民点到田间的通道，主要为货物运输，作为机械向田间转移及为机械加水、 加油生产服务的道路。道路沿线地形地貌、水文地质环境复杂，岩性多样，且不同岩性的土 壤物理性质差异较大，从而造成农村道路路基土体的力学性质，物理性质，水力学性质等各 异，也对不同地段路基设计提出了更高的要求，如路基的材料选用、软路基的填充压实、路 基沉降垮塌与拓宽垫高、路基边坡防滑稳定、路基的防护与加固、路基排水、路基的施工工 艺等处理技术等。目前，道路路基设计及特定情景的处理技术 3 棚、施工工艺及质量的控制技 术【9 - 1 1 】研究多集中在投资大、技术支撑强的铁路、等级公路、市政道路的建设，而对区域内 自然条件依赖更大的农村道路路基的稳定性分析与设计研究较少，为此，本文在总结国内外 道路路基建设的经验基础上，研究紫色土丘陵山区不同土地利用类型，不同工程地质条件， 不同水文与水文地质条件的农村道路路基工程设计，以期为适宜同一类型区域的农村道路路 基建设提供理论基础。 路基时在天然地表面按照道路的设计线型( 位置) 和设计横断面( 结构尺寸) 的要求开 挖或堆填而成的岩土结构物【1 2 】，是道路这一线形建筑物的主体，又是路面的基础。它既承受 着土体自重和路面结构静荷载，又承受由路面传递下来的人畜行车动荷载，也是道路的承重 主体，路基稳定性的好坏直接影响着道路整体质量的水平。道路网空间的延伸穿越不同地理、 地质、气候、水文和水文地质、土类，而路基压实度和稳定性作为路基稳定的两个关键支撑 点，在很大程度上取决于这些自然条件。 1 1 土壤性质对路基稳定性及设计的影响 路基工程材料较多如条石、块石、碎石、电石渣、水泥粉煤灰及石灰粉煤灰碎石与砂砾 等，但土是道路路基建设的最基本材料。土壤与其他连续介质的建筑材料相比，具有压缩 性高、抗剪强度低、和透水性大三个显著的工程特性。同时，土类多而复杂，且不同土类的 成因、成分、颗粒大小、级配、结构均不同，其物理、力学性质和工程性质也不同，因而直 西南大学硕七学位论文 接影响到路基的强度和稳定性【1 4 ，u 】，这也给土应力应变关系的确定和路基变形、稳定性的 计算与分析带来了困难。如沙粒成分多的土，强度构成以内摩擦力为主，强度高，受水的 影响小，但施工时不易压实。：较细的砂在渗流情况下，容易流动，形成流沙。黏粒成分较多 的土，强度形成以黏聚力为主，其强度随密实程度的不同，变化较大，并随湿度的增大而降 低。粉土类土毛细现象强烈，路基的强度和承载力随着毛细作用移动并积聚，使局部土层湿 度大幅度增加，造成路基冻胀，最后导致路基翻浆，路面结构层断裂等各种破坏。土的三 相组成比例会随着环境条件的变化而改变，例如天气的晴雨、地下水的升降和建筑物荷载的 施加等。土的三相组成比例变化影响着土的松密程度和软硬程度，土的状态和工程性质也发 生变化，如下雨时土的含水率增加，粘土会变软，而晒干的粘土则会很硬。干燥的粘土如果 逐渐加大含水率，它会依次呈固态、半固态、塑态和流动状态这些不同的状态。若土颗粒排 列紧密，其结构就稳定，强度大，压缩变形小。反之，密实度小，呈松散状态时，为软弱地 基，特别是饱和的粉细砂，其结构常处于不稳定状态，在振动荷载作用下，很可能丧失承载 能力，对工程不利。土中蒙脱石、伊利石和高岭石三种粘土矿物含量不同，其吸水膨胀和 脱水收缩特征也不同。蒙脱石亲水性很强，所以当土中蒙脱石含量较大时，其吸水膨胀性和 脱水收缩性较大，伊利石次之，高岭石属于比较稳定的粘土矿物。土中的有机质对土的性质 也有影响。有机质含量高的土通常有较大的压缩性。在工程应用中，规定有机质含量大于5 的土不宜用作建筑材料。 正因不同土质对路基稳定性的影响存在差异，为此学者们针对典型土质的物理和力学性 质对路基稳定性的影响进行了大量研究，如秦勤等详细分析了膨胀土的胀缩性与收缩性、抗 剪强度特性、渗透特性等主要工程性质对路基稳定性的影响。刘红军等从冻土的抗压强度与 抗剪强度、冻土的压缩性质及冻土的蠕变三个方面入手，对冻土的力学性质进行了研掰1 4 j 。 路基粉土的变形与强度性质随压实系数和含水率的变化。最优含水率条件下，压实系数为o 9 0 的粉土变形为软化型，随着含水率增加，试样的变形性状逐渐由软化型转变为硬化型，尤其 围压高、含水率大时，塑性剪切位移更大；压实系数不超过0 8 5 、含水率不低于最优含水率 的试样，变形均为硬化型。压实粉土的黏聚力随压实系数减小或含水率增加显著降低，而内 摩擦角的变化不大。压实粉土易产生湿化变形，土体的压实系数对变形量影响显著【l6 1 7 1 。 黄明奎等采用实验法分析了青藏铁路多年冻土区路基填土的物理性质和基本力学性，涉猎天 然含水量、最佳含水量、最大干密度液限、塑限、塑性指数、压缩特性、无侧限抗压强度， 三轴抗剪强度和弹性模量等，结果表明路基填土的一种不均匀的非连续中低压缩性土，并揭 示了路基填土的弹性模量、抗剪强度等指标在低温下与围压、地温之间的关系i l 剐。路基回 弹模量反映路基承载能力的主要力学参数，学者们多采用它分析不同路基土的含水量、压实 度等对路基承载能力的影响【l 叭。如凌建明等采用室内重复加载三轴试验测试了不同性质路基 土的回弹模量，分析了应力级位、含水量和压实度对路基土回弹模量的影响，得出偏应力和 侧向应力对路基土回弹模量均有显著影响，含水量对路基土回弹模量的影响非常大，而压实 度同样是一个主要影响因素，从而提出路基土回弹模量测试及取值应遵循的条件为：估算路 基土实际受力水平以确定应力级位：根据m i n e r 线性累加损坏准则，对全年各季节不同含水 量状况下的路基土回弹模量取加权平均值；压实度可根据实际施工水平取值，或取9 5 【2 0 1 2 第1 章文献综述 量皇曼毫皇皇鼍曼舅鲁量曼曼曼量皇曼曼量量量曼曼曼璺曼皇曼舅曼量曼曼曼曼皇皇曼曼量量曼曼曼曼量曼曼曼曼皇舅舅曼量曼量量舅量曼曼曼舅舅舅鼍曼量曼曼葛i ! i 龙海翔等研究进一步表明：含水量的变化对回弹模模量的影响显著，而压实度对模量的影响 不十分显著。不同土质的回弹模量对水变化的敏感性不同：粘土最强，粉土其次，砂砾土最 弱。不同土质情况下，在压实度不变时路基回弹模量随含水量的变化而变化。当含水量低于 最佳含水量时，回弹模量随压实度的增加而增加；当含水量大于最佳含水量时，回弹模量随 压实度的增加而减小；含水量越大，减小的幅度越大1 2 i 2 2 1 。另外，闵涛等通过高速公路路基 土样的干密度与压缩模量关系及稠度与压缩模量关系的试验，也揭示了路基压实度与含水量 对路基基底承载力的影响规律：基底承载力与基底压实度和含水量间存在很强的相关性。存 在一个最佳含水量w 0 状态，当基底土含水量不大于最佳含水量时，随着压实度的增加，承 载能力也逐渐增大；当基底土含水量大于最佳含水量时，基底承载力和压实度的关系线将出 现一个峰值( 对应的压实度为临界压实度) ，当压实度小于临界压实度时，基底承载力随压实 度增大而增大，当压实度大于临界压实度时，基底承载力随压实度增大而减小；当基底土含 水量继续增大到一定数值后，基底承载力就随压实度的增大而不断减小团l 。 道路路基建设过程中，往往遇到地段软路基、沉降垮塌路基、需拓宽路基等情况，为此， 路基填土力学性质及处理技术引起了学者们的重视团j 。马立峰等基于对多年冻土道路路基稳 定性的分析和研究，从冻土类型、温度、厚度、地质地貌单元以及工程条件5 个方面选取了1 2 。 项对多年冻土区路基稳定影响较大的因素作为评价指标，建立了冻土路基稳定性评价指标体 系，并考虑各个影响因素之间的关系，运用层次分析法和模糊数学理论确定冻土区路基稳定 状况的模糊综合评价模型，提出了基于安全可靠度的用于评价多年冻土区路基稳定的模糊综，。蓐 合评价方法，并结合青藏公路清水河段进行实例分析，结果表明，在该段公路实施热棒处理 措施前后，其路基稳定性可显著提高【2 5 】。黄雨等采用路基稳定性分析的b i s h o p 法，模拟分析了 软土路基中一侧临空的路基、高水位一侧临空的路基，高路堤- 侧临空的路基三种模式下，。p 填土层和天然软土层的强度参数内聚力、内摩擦角变化及填土容重变化、下卧层厚度变化对 路基稳定性的影响机制，得出这三种模式下路基的稳定性