（地质工程专业论文）苏北滨海相软土高速公路路基填土临界高度分析.pdf

摘要 本文在综述国内外研究现状静基磷上，结合离速公路：t 程建设，较土穗基上 路褒填筑施工鬻中密现酶重要同题箍界高度，觚理论和实际盛霈静角度出发， 四个方面系统魏对临界赢菠遗行了分类分橱黼究。 ( 1 ) 壤筑颓| 离赛鬻度对软缝綦交形稳定影确研究 首先依攥汾灌、徐连线瓣沉黪资辩弱其瞧一些试验二 稷铡囱位移蠢孔压姿鹳 整理，通过填主裹震一沉降一历时线、沉降速率填裹度趋线、侧肉位移蛙线、 最大铡肉位移y m 与沉降量s 兹线、孔压壤量a u 与路堤加载，h 曲线的分攒， 麸三个方嚣探讨了藏工攒蟾爨裹度对软地基变形稳定影响；内容包括：施工期峨 界毫疫对沉降驰影蚋，施工期螨爨高度对侧向位移的影响，燧工期临界高度对孔压 的影响。 ( 2 ) 嶷界态度形成枫理分析 结合汾灌、徐连线工程地质勘察资料和土的工程特性，从三个内在机因对i i 白烬 高度形成机理影响进行了研究，内容包括：硬壳层对临界高度形成机理上影响，软土 地基的超固结性对临界高度形成机理上影响，土的结构性对临界高度形成机理上 影响。 ( 3 ) 临界高度影响因素研究 全面的分析了影响临界高度大小的主要因素有路堤设计形式、路堤填筑材 料、路堤施工、软土地基、地基处理等。阐单探讨了路堤设计形式如采取反压护 道和减缓边城坡率、路堤填筑材料、地基处理对临界高度的影响。主要分析了软 土地基对临界高度的影响，通过多元线性回归模型重点分析了汾灌沿线临界高度 与碛壳屡厚度、软层厚度之间存在一定联系规律，得出了相应的两归公式。对 该地区的临界高度估计有很大的实用价值。 ( 4 ) 临界高度确定方法研究 系统遣介绍了三种确定临界高度方法的应用和已有鑫哿研究成果，内容包稔实 测确定法、理论公式计算法、离心模黧试验。份者在孳l 甬s l e r o u e i l ，e t a v e n a s 在 y l l g h t 模鼙中褥蜀静筒革可靠结论蘩磕土，掇密一令薪熬思鼹，粥幸亍雄导窭一 个考虑硬壳层 乍月的麓单实用的临界裹度理论公式。并进孑亍了实铡计葬，与其德 方法确定结果进行了比较。 关键词：滴界高度、滨海相、高速公路、软土地基、影响分析、机理、理论确定 a b s t r a c t i nt h i st h e s i s ，b a s e do nt h es y s t e m a t i cs u m m a r yo f e x i s t i n gr e s e a r c hh o m ea n d a b r o a d ，as i g n i f i c a n tp r o b l e mr e l a t e dt oc r i t i c a l h e i g h to fe m b a n k m e n td u r i n gt h e c o n s t r u c t i o no f h i g h w a ye n g i n e e r i n gh a v eb e e nd i s c u s s e dm a dr e s e a r c h e ds y s t e m i c a l l y i nt h e o r ya n d p r a c t i c ef r o m f o u ra s p e c t s ： ( 1 ) r e s e a r c h o f i n f l u e n c eo f t h ec r i t i c a lh e i g h t t o t h ed e f o r m a t i o na n ds t a b i l i t yo f t h es o f t g r o u n dd u r i n gt h ec o n s t r u c t i o n b a s e do nt h es e t t l e m e n td a t ao b s e r v e di n f e n g u a n 、x u z h o u l i a n y u n g a n g h i g h w a ya n dl a t e r a ld i s p l a c e m e n tm a dp o r ep r e s s u r ed a t ao no t h e rp u b l i s h e dc a s e h i s t o r i e s t h ei n f l u e n c eo ft h ec r i t i c a lh e i g h tt ot h ed e f 0 1 t n a t i o na n d s t a b i l i t yo f t h es o f t g r o u n dd u r i n gt h ec o n s t r u c t i o nh a v eb e e nr e s e a r c h e di nd e t a i lb ya n a l y z i n gt h eh s tc u r v e 、s - hc u r v e 、l a t e r a ld i s p l a c e m e n tc u r v e 、y m sc u r v e 、a u ，hc u r v e w h i c h c o n t a i nt h r e ea s p e c t ss u c ha ss e t t l e m e n t 、1 a t e r a ld i s p l a c e m e n ta n d p o r ep r e s s u r e f 2 1r e s e a r c ho f t h ef o r i l lm e c h a n i s mo f t h ec r i t i c a lh e i g h t t h ef o r i l lm e c h a n i s mo ft h ec r i t i c a lh e i g h th a v eb e e nd i s c u s s e da n dr e s e a r c h e di n t h e o r y f r o mt h r e e a s p e c t sb ya n a l y z i n g t h e l u a n y u n g a n g s o i l s p h y s i c a l a n d m e c h a n i c a lb e h a v i o r s t h ee x i s t i n go ft h ec r i t i c a lh e i g h ti st h ef u n c t i o no ft h ee r i e c to f c r e s t 、s o i l 。so v e r c o n s l i d a t i o na n ds o i l ss t r u c t u r ei nf e n g u a n 、x u z h o u l i a n y u n g a n g h i g h w a y f 3 1r e s e a r c ho fi n f l u e n c e f a c t o rt ot h ev a l u eo ft h ec r i t i c a l h e i g h t o f e m b a n k m e n t a l lo f i n f l u e n c ef a c t o r so f t h ec r i t i c a lh e i g h ta n dt h e i rr e l a t i o nw e r ea l s od i s c u s s e d s t e m i c a l l y , t h eg e o m e t r yo f e m b a n k m e n t 、f i l l m a t e r i a lo f e m b a n k m e n t 、c o n s t r u c t i o n r a t e 、t h es o f tg r o u n da n dt r e a t m e n ta l la 腩c tt h ev a l u eo ft h ec r i t i c a lh e i g h ts o m e m e a s u r e sr e l a t e dt ot h e d e s i g ng e o m e t r yo f t h ee m b a n k m e n ts u c ha sr e v e r s ep r e s s a n d d e l y i n gs l o p ea r e b e n e f i c i a lt oi m p r o v et h ec r i t i c a l h e i g h ta s t h es a m ea n t r e a t m e n to f t h es o f lg r o u n d t h e1 i n e rr e g r e s sm o d e lw i t hm a n ye l e m e n tw a su s e dt o s u m m a r i z et h er e l a t i o nb e t w e e nt h ec r i t i c a lh e i g h ta n dt h et h i c k n e s so fs o f tc l a ya n d c r u s tl a y e r t h e nt h ee x p e r i e n t i a lr e g r e s se q u a t i o nw a ss h o w n f 4 1r e s e a r c ho f t h em e t h o d st oe s t i m a t et h ev a l u eo f t h ec r i t i c a lh e i g h t t h ec r i t i c a lh e i 【g h tg e n e r a t e dd u r i n gt h ec o n s t r u c t i o nc a nb ee s t i m a t e di nd i f f e r e n t m e t h o d ss u c ha s f o l l o w i n g ：1 b ya n a l y z i n g t h em e a s u r e dd a t a 2 c o m p u t e db y t h e o r e t i c a lf o r m u l a3 b vn ! e a n $ o fc e n t r et e s tm o d e lr e s e a r c hf r u i t sr e l a t e dt ot h r e e m e t h o d sh a v ea l s ob e e ns u m m a r i z e d b a s e do nt h er e l i a b l ec o n c l u s i o n sp r o p o s e db y t a v e n a sa n dl e r o u e i l ，t h ea u t h o rb r i n gf o r w a r dan e w t h o u g h ta n dd e v e l o pas i m p l e t h e o r e t i c a lf o r m u l at oe s t i m a t et h ec r i t i c a lh e i g h t w h i c hc o n s i d e rt h ee f r e c to ft h e c r u s t ，t h er e s u l tc o m p u t e r e db y t h ea u t h o rw a s c o m p a r e d t ot h eo t h e r st h o u g h l y k e y w o r d ： c r i t i c a lh e i g h t ；q 4 。一q 4 。ls o f t s o i ll a y e r ；h i g h w a y ；s o f l g r o u n d a n a l y s i so f e f f e c t ；m e c h a n i s m ；t h e o r e t i c a l a s c e r t a i n m e n t l 绪论 1 。1 研究背景 目前，江苏省内通车高速公路总里程突破2 4 0 0 公艉，高速公路密度居全 国第一位，离速公鼹逶事想墨翟麟全罾第三。2 0 0 4 年，江苏密全年建成高速 公路4 1 8 公里。来自江苏省交通部门的信息显示，2 0 0 4 年江苏省在建高速公 路1 6 0 0 多公鼍，计划通攀豹7 令颈嚣全嚣建成。7 条蒜速公鼹分嗣怒：瀣淡 高速公路、江阴至太仓段、宁杭高速公路i ! ：亡苏段、苏( 州) 嘉( 兴) 杭( 州) 裹逮公路苏髑至掌熟段二期工程、扬娜嚣怒绕城塞速公路、( 麓) 逶鏖( 东) 高速公路、苏州绕城高速公路西南段和沿江高速公路常州至江阴段。7 条高速 公路建成震，为沟暹江苏省穴枣j 交通，促进大江南j 区域缎济共劂发展创 造了良好的交通基础条件，也为江苏省南下浙江、东进上海增添了新的出省 通_ j 蓖，对予加速长三角经济一体化具有燕要意义。 到2 0 0 8 年，江苏省商速公路通车总里程将达到3 5 0 0 公里，在l o 万平方 公里地域内实现“朗纵四横四联”礴速公路的联网畅通。 图1 - 1中国系帮黄海沿岸第圈绻墙质圈 最近1 0 多年是江苏省交通建设发展最快、投入最多、规模最大的时期， 仝卷缀爨澎l 艺、横穿东秀豹褰逮公籍璃络骨黎甥步形成。圈颓江苏豢速公黪 十五年发展历程，走过了两个阶段。一、起步阶段：1 9 9 6 年，沪宁黼速公路 江苏漆段建戎，泛苏省亵速公蘸实现了“零”豹突酸。1 9 9 2 年，“五级七横” 国道主干线规划开始实施，为江棼高速公路持续、快速、健康发展奠定了怒 窦熬硝。二、裹逮发展除段：1 9 9 8 年，江苏省提出在烟抉苏媾裹速公路建设 的同时，将高速公路建设的重心转移到苏北，相继建设了淮江高速公路，沂 淮高速公路，连徐高速公路，汾灌高速公路，宁宿徐高速公睡，宁靖盐高速 公路；以及正在建设的连盐高速公路。2 0 0 0 年以来，江苏省高速公路在建规 模每年都保持在1 0 0 0 公里以上。 苏北地区高速公路，沿线地质条件复杂，由图1 1 可见多属于滨海堆积， 线形的带状构筑物跨越地区广泛。本文依托同三国道主干线汾灌高速公路【1 1 、 连徐高速公路【2 6 l 。汾灌高速公路起始于山东省日照市汾水镇与江苏省连云港 市赣榆县马站乡交界处的锈针河大桥，终点与宁连一级公路相连，全长8 8 公 里，填方路段约7 0 公里，有0 、p 、q 三个标段组成；连徐高速公路有a l a 7 个标段组成，填方路段超过1 3 0 公里，填方路线经过的区域在地形地貌上多 属于滨海堆积，沿线大多数为软土地段，因为软土厚度变化大，区域内有不 良地质现象比较突出，这些软土特性比较差，地基承载力低，往往都属于结 构性软土，一旦扰动强度很难恢复。在海相软土地区修建高速公路常常出现 路堤沉降过大，难以稳定，甚至个别地段出现开裂或滑移的现象。 经江苏省交通厅立项批准，东南大学岩土工程研究所与江苏省高速公路 建设指挥部联合承担了“汾灌高速公路施工动态测试分析研究”、“连徐高速 公路软基加固处理评估”、“连徐高速公路施工动态测试分析研究”的课题， 本课题对路段实施沉降动态控制并根据实测资料，分析了硬壳层、软土层和 粉喷桩的桩间距变化对沉降的影响及填土速率与沉降速率的关系。同时确定 了该路段的路堤填筑临界高度并且预测沉降部趋势。该课题为汾灌、连徐高 速公路连云港段的后续施工作了技术论证和支持，具有较大的经济和社会意 义。本论文主要对此课题中的一个高速公路工程建设过程中出现的重要问题 临界高度，从理论上和实际应用的角度出发，对其进行系统的分析研究， 以汾灌、连徐高速公路为工程依托，分析总结出该地区理论估计l 临界高度的 公式和实际设计时的应用方法。 1 2 问题的提出 在苏北滨海相软土地基上修建高速公路，其相应的路堤修建高速公路填筑临界高 度往往不大，低于相应的路堤设计高度。由于绝大部分的路段的路堤设计高度普遍比 较高，填土高度大多超过其软土地基相应的路堤填筑临界高度，因此在软土地基上路 堤填筑过程中，往往会出现临界高度的问题。在软土地基上修建高速公路，路堤的稳 定和沉降控制是该公路建设中必然面临的两大问题。因此有必要探讨和分析路堤填筑 过程中，临界高度对软土地基变形和稳定的问题，变形稳定影响主要分析了三个方面： 临界高度对沉降的影响：临界高度对侧向位移的影响；临界高度对孔压的影响；通过 分析其重要变形影响后以期更好的解决这两大问题而服务。 1 绪论 滨海相软土粉喷桩处理后地基也存在“临界路堤高度”。对存在这一高 度酌蘸瓣不少学者俸过分橱研究“，认为施麓静超囿结特性应是主凄蘸闲。拖 表以下5 1 0 米撼围内的主处于超圈结状态，并且天然地基姨爨毫度蘩载与 地基土先期因结压力相吻合。粉喷桩处理地基存在这一现象与天然地基有较 大区别。桩士作为实体基础，当路堤高度达到临界时，实体与地基侧向摩阻 力达到辍蔽，桩尖产釜奉l 入变形，裢尖戮下淤泥质软变形量较大，双两开 始燃现沉降爨增大的趋势。根据沪器东延档段实测沉降姿料，当路堤意度达 3 5 3 8 米时沉降量较大幅度增加，这说明粉喷桩处理后对3 ，8 米以下高路堤 可较大幅度减少总沉降薰，从而也较大地减少工后沉降，但实际上对这样高的路堤采 用粉喷摭处理荠不经济。函诧“稳彝貉堤态度”静分橱毳拜究显于导尤其重要。戳往 在一般公路上以低路堤屠多，只鸯在江河附近的桥头离路堤处，路基赢度方超过临器 高度。近年来，高速公路在我国大地迅速兴起，出于要求全立交和全封闭，不仅桥涵 多，而且立交和通道也大量增加，形成高路堤，沿线平均路堤设计高度增加。而绝大 部分高速公路都是兴建于这些沿海经济发达遣送这些不菠软主蓥土，这蛰逸区广泛存 在海娟秘湖棚沉积的软，它 | 、】怒在咸水或淡7 k 中、沉积形成的纫粒土，含有枧质和矿 物顺的综合物，具有松软，孔隙比大，天然含水恳高，压缩性简，强度低，渗透性小 和灵敏缩构性的特点，其厚度有数米到数十米不等，有些她区软土厚度变化大，土层 呈锘状分靠，软主包括淤混，淤漉覆猫，淤溅矮粉主，混炭，浞淡矮等。 一般软土地基上修筑高路堤路基，争取最短时间填筑堤到设计标高其有重要的意 义。填主期愈短，颈压麓蓬长，蠢结爱增大，王后沉泌藏，j 、，王程效果就越好。为撩 僳王后沉降满足使用要求，必须像证黢基鸯足够的颚压时阀，这就要求，在满足路堤 稳定和确保臆工质量的前提下，填筑施工应尽可能早的完成。便可缩短路堤的总工期。 这对于商速公路提早投入运行会产生更高的经济效益和投资回报有蓬大意义。在软土 穗萋修筑高逡公路，由于路蓉设诗高溲高于绉赛高度，因此在鼹堤壤筑过程中，磐侮 安全快速的填筑到设计裹度，同时满足路堤稳定期、况降，邋过临界赢度德的确定，结 合临界离度，优化路堤填筑施工设计方案外，对施工填土速率进行合理的控制也是其 中的重要环节。正确地控制施工填筑指标有重大工程意义，保守了会延谈工期，造成 人力、物力的浪费；反之会谴建蘩失穗，发生工程事敲。根据大量资謇毒表弱：当路堤 填缀接逛或达到蠛界毫度后，如施工填速度不加控制，烽会发生过大的沉降量，沉 降速率难以稳定，在设计预压期沉降雅以稳定，不的不延长预压期，如果强行进行路 面施工，工盾沉降速率难以满足，路慕病害较多，增加工程养护费用，同时影响高速 公路行车的安全谯和舒适毪。稿舞高度焉璇筑速率过浚甚至会发生过路蘩港移、路堤 边坡鼓趣等联象，不仅便路基开裂破坯，而且也危及农田、房耀等，建筑物变形，甚 至崩塌。根据资料显示，多年来，连云港地区修建的高速公路频繁出现问题。如：江 苏宁连一级路由于软基沉降弓i 发路面开裂、桥头错台等问题，通车几年来一鲞小修不 绪论 断；连徐高速公路释连云港a 4 a 5 软土段部分路基在施工中相继出现路基刀：裂、路 基滑移、沉降过大等问题。a 4 段k 1 4 + 6 7 t 6 k 1 4 + 7 1 3 在路基施工碾压过稷中路基 如现裂缝，后发生塌陷、淆移，整个淆移总长约4 0 米，最大裂缝发展到o 6 0 8 米。 后经过复查、补勘，对设计方案进行了研究、和修改，采取了摆应土也基处理措施，僵 有的软路段润越仍解决不了，有漪路段虽弃路粲桥，组浆桥后仍出现问题，造成了 巨大经济损失。 1 3 国外研究现状及存在的问题 软地基上修建的高速公路从开始进行路凝填筑到路面竣工，总工期分三个阶 段：路堤填筑期，预压期，路面施工期。路堤填筑施工时采取分层碾压，屡厚约3 0 c m 。 穗且每层都经过运士、摊平、凉晒、碾压、检验等步骤，这一髑斯一般约为6 8 天时间。路堤正常的施工速率般为0 0 3 0 0 6 n 1 d a y 。当路堤设计高度超过临界高度 时，按正襄的填筑速率在软地基上进幸亍黪堤填筑过程中会燃现一个临界高度的问 题。鼠图l 。2 中壤土高度沉降一历时曲线中可以看出：当路堤填土高度小于临界商 度时，软土地基发生的沉降量小，沉降速率也不大，地基稳定；当鼹堤填笺超过定 惠度时，沉降量开始突然增大，沉降速率也翡显增大，怒过临界高度籍，采取控制填 筑速率继续填筑至设计高度仍将发生较大的沉降量，如不采取填筑速率控制，会产生 雕加沉峰，产生瓶降速率无法稳定，弓；起过大的沉降量，不利于工骺沉降韵控制。甚 至会困加荷速率过茯，软土来不及筒结和强度增长，因加载而产生的剪切强度超过土 体抗剪强度，发生局部剪切破坏，在施工中发生路堤纵向开裂及烬塌，可能会导数软 士地基如图1 2 鹩曲线的失稳滑动碱环。 h ( m ) s f m m ) 蹦1 - 2 壤高一沉降一历时曲线 由图l 一2 、1 - 3 1 3 1 n n ，产生这个临界高度现象，是因为达到临界高度时，软土地 基中软土开始腰服，产生塑性变形，所以产生沉降量开始突然增大，超过临界赢度后， 4 绪论 图1 - 3 砂垫层处理段沉降量与填土岛度的关系( 软土层厚2 6 - 4 0 米) 继续进行路堤填筑，土进入了正常固结的压缩状态，软土地基中软土屈服，进一步塑 性区域的开展扩大，产生塑性流动，产生过大的沉降量，因此我们得出路堤筑临界高 度的概念，本文所提路堤的填筑临界高度概念是在天然软土地基上，因为软土地基经 过不同的地基处理后，土层得到改善，考虑因素将更加复杂。而且软基处理方法多种 多样，无法一一考虑，故本文提出天然软土地基的路堤填筑临界高度；在天然软土地 基上路堤填筑过程中，地基不发生沉降量突然增大和失稳破坏的所允许的最大路堤填 筑高度。 针对路堤施工期中出现的l | 缶界高度问题的研究，现根据已有文献资料综述一下国 内外研究现状及存在问题。在软土地基上进行路堤填筑过程中出现的临界高度问题在 国内也是近几年来才开始被关注起来，原因是我国近二十年来才大力修建高速公路， 路堤填筑旌工中出现大量的稳定和沉降的工程问题。国外对此问题研究较早，其中以 s l e r o u e i l 、f a t a v e n a s 对高速公路软土地基路堤的性状研究较为系统、全面，对出 现的临界高度问题也做了相应的研究。 国外研究临界高度是学者h o e g 引，对路堤填筑过程中出现临界高度的原因认为是 当达到临界高度时，地基土中施加的剪应力达到土的不排水抗剪强度，土开始产生剪 切破坏而引起的。他在1 9 6 9 年用有限元法对s a i n t a l b a n c 断面软基2 5 m 深处进行了 总应力计算，根据c t l 仪器观测到的孔压，同时进行有效应力计算，得到如图1 2 路堤填筑过程中总应力路径和有效应力路径，对达到临界高度时地基土中施加的最大 剪应力和不排水抗剪强度进行了比较分析，由于应力路径与泊松比v 有关，应力路径 的起点受土的初始剪应力水平硒的影响。所以对盯o 、y 不同假定一分析应力路径， 当达到临界高度时，孔压出现了不连续性时ko 、v 不同假定计算得到的最大剪应力 和不排水抗剪强度比较，发现：( 1 ) 茁0 = 1 0 、y = 0 5 时，最大剪应力 绪论 ( oi - 02 ) 2 、( o1 - 。2 ) 2 的值比十字板试验( s i t uv a l l e t e s t ) 测定的不排水抗剪强 度c u 稍小点，相箍也在允许范围内；( 2 ) 耵o = 1 0 、1 = o 3 时，最大剪应力( 。，o 2 ) 2 、( oi 一。2 ) 2 的值院平丽应交试验( p l a n es t r a i nt e s t ) 测定的不排永抗剪强度 岛稍小；( 3 ) 甜。司，5 、v = 0 3 时，疆大剪应力( 0 1 。2 ) 2 、( o i 7 o2 妮的值在不 绺承三辘试验( c l u t r i a x i a it e s t ) 瀑l 定戆不摊东撬剪强震c u 藏匿蠹。达到漆器毒液时， 其最大剪应力秘不撼水抗剪强度比较吻会。戤此h o e g 提出了一个礁定l 瞄爨裹度憋方 法：即土层地基中旗加的剪应力达到土的不排水抗剪强度，开娥产生剪切破坏时的 路堤商度为临界高度。但这个方法确定临界赢度存在很大问题：1 这样求褥的临界 商度与土的初始剪应力水平ro 、泊松比1 和不排水抗剪强度c u 有关。盯o 、v 不好确 定，而c u 与试验方法等有关，使的求路堤临界高度相当困难。2 通过符o 、矿不同假 01 02 03 04 05 0 l p c i 一 i 8 07 08 09 0i 0 0 ( j + 盯：) 2 和( 盯，+ 拶3 ) ，2k p a 幽i - 4 路堤填筑期s a i n t - a l b a n c 断面中心线 25 m 深处 总应力路径和有效赢力路径示意国 定，阚一叛嚣算爨竣l 瞧雾裹度馕变化波动很大。曾对s a i n t - a l b a n c 叛瑟进行了峻要裹 度计舆：如假定：盯o = 0 5 、v = o 3 ，十字板试验测定，得出l 瞒界高度值为2 1 m ：假定 十字板试验测定c t j ，那么相应的临界高度为1 0 m ，当假定j ro = 1 0 、v = o s ，用c i u 溺定c u ，鄢么得到蔚稿界高度楚越过4 0 m 。3 + 在1 9 6 9 年有学者根据h o e g 提出熬方 法对a s r u m l 。a s r t u n 2 的叛藕计冀的烽爨褒度与实测资燃分掇懿峻爨赢疫不德e 因此，当地基土中施加的剪应力达到土的不排水抗翦强度，土将会产生剪切破坏 的路堤高度为临界高度这个假定也受到质疑。后来有学者分析认为路堤填筑到临界高 度时，沉降量开始发生突然增大的琢困并不蔻因为缝基中藏糯静剪应力达至主懿不簿 承l 壳剪强度，产生剪切破蟋嚣弓l 起的，露是枣于路堤的加载，g l 起敬地基中的土 的应力状态g n t 屈服状态，s a l l f o r s 在1 9 7 5 年提出了一个比较可靠的建议p 1 ，认为 p 。是一个土的屈服状态面的一个特殊点，对s a i n t a l b a n c 断面软基2 5 m 深处计算分 弘躺躺强坶0 0 绪论 撰，发瑰达到临界矗度时软地基中2 ，5 m 深处呸向有效力值o ，。i t 。p 。，此时的路堤 填筑高度与实潮沉降资料中分辑得到静狡舞高度非常黪致。 o pop。po ( o l + a2 ) 2 国1 5y l i g h t 模型对s a i n t - a l b a n 试验蹲堤f 静有效霞力路径麴累慧性撼述 t a b e n a sa n dl e r o u c i l f 5 1 在1 9 7 7 引用r o s c o e 提出的燎界状态这些概念和临 界袄态面的初始稽服面轨逡y 。提出了考虑地溪年代和应力历史豹y l g h t 模型( 见 圈1 4 ) ，很好的解释了路麓填筑过程中较建整在稿界蕊赛藩屠豹交讫。在路堤壤筑 过程中，填土高度小于临界高度时，其有效应力路径沿o pr 鞋葑线，如图1 - 5 ，达到 临界高度时，有效应力路径达到屈服面上p 点，超过临界高度后，继续进行路凝填 筑，则有效应力路径沿着屈服面上p f ，达到破坏线上f 点；图1 - 5 则使因为填 筑速率过快，软采不及凰结秘强度增长，施加的剪切强度超过土体抗剪强度，发生 弱帮剪切破坏。l a c h e l l e 秘t a v e r t a s 4 1 在1 9 7 8 年通过3 1 个路堤断面中心线下有效应 力貉径达到霪鼹疆土的点p ，对 ! o ，。与其楣应款翦期固结压力玟做了分板b e 较，发 蕊两者之间有狠好的窃合：o c r 、 蝴 桩号德 处理计高度 莽黼度 u c n t du c m dk m m dk m r r d d k 1 9 + 0 9 0镕凝不处理4 1 42 4 0 2 oo 8 35 x - 2 0 + 8 8 0 路堤不处瑾 4 ，2 12 ，3 0 l 。91 5l7 k 2 l 2 4 0g 凝不处理4 8 62 - 3 08 。8o 92s k 2 1 + 7 8 0路堤不处理3 0 l1 8 06 41 827 k 2 2 + 0 6 0g 龌不处理2 6 61 4 04 50 332 k 2 2 + 2 4 0路堤不处理2 2 40 ，8 02 0o 237 k 2 2 7 7 5疑不签理3 ，4 3l 。8 露5 。9o 。6l5 k 2 4 + 9 7 9 譬融基不处理 2 9 51 6 03 60 1 323 k 2 5 + 1 0 0g 龌不处理4 2 41 3 01 2 1 816 k 2 6 + 0 4 0 路堤不处理 2 8 11 5 01 40 3l3 k 2 6 + 8 8 0鼹疆不楚理4 ，5 01 ? 0 3l 。o2 l l k 2 3 + 0 7 0 路疆不处壤 3 0 31 4 0】，9o 723 汾k 2 5 + 6 0 0镕鼹不处理6 0 82 0 0i 24 921 6 k 2 8 + 0 8 0口雠不处理3 6 72 1 0 1 s1 9 11 0 灌 k 3 4 + 6 5 0 彗翳g不处理 5 ，5 7l ，o oo s3 52 5 k 3 5 + 1 0 0鼹疆不处理5 4 32 。0 0 0 91 229 线 k 3 7 + 6 5 0路堤不处理4 4 03 9 00 67 61 32 0 k 4 2 + 5 4 0 路堤 不处理3 9 81 0 01 03 231 4 平均值 2 61 82 68 2 表2 2 是1 8 令断瑟静藏蕤壤筑薤工期溺平均壤筑速率窝平稳浚洚速率疆赛舞爱蘸 后变化比较。 注： u 。、u ：分别为临界商度前后的平均路堤填筑速零；k 、分别为临界高度前 焉的平均滚跨遮率。 2 滨海相软土路基填筑期的临界高腹分析 飘表2 2 分析得出下列结论： 1 1 8 个断面的统计总平均僵来看，临界离度前的填筑速率“、平均约为2 6 c m d ， 临界高度后的填筑速率u ：平均约为1 8 c r n d ；i 临界高度前的沉降速率瓦平均约为 2 6 m m d ：临界高度稻的沉降速率k 平均约为8 1 m m d 。 2 。一般壤筑速率影g 彝沉晦速率，填筑遮率越大，、况降遮率越大，但是峪爨裹度 对沉降速率存在很大影响：1 8 个断面的统计总平均值来看，临界高度后填筑速率u ，约 是临界高度前的填筑速率0 6 9 倍，但是沉降速率k 怒k 的3 倍，说明稿界商度对沉 降速率影响是很大驰。 3 + 填筑邋率对沉降速率的影响稔序也存在临界高度的影响。临界高度前，填筑 速率对沉降速率的影响程度遨比临爨高度后的影响稔度要小，也就楚说在临界高度 前，填筑速率的快慢变化对沉降速率影晌不大，但是临界高度后，填筑速率的快慢对 沉降速率的影响很大。 4 函诧在施工填筑对，在晒界离度前壤筑速率尽可以恢一点，在临界蒿度后， 速率应该控制，应该采取先快后慢的填筑方式，而不怒采取先慢后快填筑方式，从表 中几个对眈数据可戮嚣整：采弼先法籍1 隧静方法，可以看鑫籍疆填筑过程中，嵇界高 度前后的沉降速率基本上都能控制在沉降速率小于1 0 m m 昼夜，满足公路软土地基 鬻堤莰计与戆工按本篾范，当采蘑宠爱磊浚瓣填筑方式，奁狡界离瘦螽静璞筑速率 一般超过1o m m 昼夜，已经不满足规范要求。 2 。2 冁赛高度与侧彝位移关系 在路堤填筑施工期中，由于路堤襁载的加裁，随辫软土地基中产生的竖向应力、 永平应力积剪应力的增加和塑性区的开展，体产生了侧向变形，反陂土体侧向变形 的重要参数有泊松比v 和剪切模量g 。软土地基的侧向位移是定范围内土体侧向变 形豹宏观表现，并在施工期帮运行朝内是长期存在。它豹影桷因素熄复杂丽综台的 ”4 1 ，如地层结构、地旗的非弹性应力应变特征、地壤土的逑水性、填土的几何形 获、较主静藏期国结蕊力、芬载应力东平，壤主宽凄鞠软主簿度静 l 簸、填主速率帮 次序等。对软溅的侧向位移的现场测擞通常用侧斜仪和边桩等，可以获得侧向位移值 速深发瓣交亿壤线、聚太弱囱位移懿大小亵发生位置、遣表铡淘谴移帮隆起渍疆殴及 侧向位移发生阶段( 施工期和运营期) 的变化情况。一般规范要求【”】侧斜管应埋设 于建蘩主钵本平位移豹最大爱器，一般理设予臻堤透皱坡薤袋透沟土墨癸缘l ，o m 麦 右的位簧；边桩一般埋设在两侧趾部，以及边沟外缘以远l o m 的地方。侧向变形的 动态怒路基稳定与游动熬直接反映。了辫软基剿囱变形魄基本状况，熊客观判叛软基 稳定性评价。 2 滨海相软土路基填筑期的临界高度分析 2 2 1 施工期临界高度对侧向位移曲线影响 2 2 1 1 施工期侧向位移资料 由于论文依托工程汾灌、连徐线没有进行测斜，所以施工期侧向位移资料表2 - 3 为沪宁高速昆山段 9 1 软土地基的两个断面。 表2 - 3 两个断面施_ _ = 期侧向位移资料 深度ma 断面侧向位移m m b 断面侧向位移m m 累讯耐问 6 6 d a y7 l d a y7 5 d a y8 2 d a y6 5 d a y7 l d a y7 6 d a y8 3 d a y 累黼1 9 0 m2 5 0 m3 7 9 m44 5 m1 9 0 m2 5 0 m3 7 9 m 4 4 5 m o4 31 5 92 0 22 4 64 31 5 92 0 22 46 41 0 81 8 13 8 35 7 11 081 8 13 8 35 72 52 2 43 3 38 5 3 1 0 272 2 4 3 3 38 5 21 0 2 7 62 8 24 4 51 0 931 4 602 8 24 4 81 0 921 4 61 73 2550 6“g 31 7 103 2 55 0 61 1 9 417 1 3 83 4 05 2 71 1 7 81 7 5 73 405 2 81 1 7 71 7 5 7 93 6 15 2o1 2 2 21 7 7 83 615 2o1 2 2 31 7 7 8 1 03 335 1 21 1 1 3 1 7 2 83 3 35 1 31 1 l _ 41 7 2 8 l l3 1 14 4 19 9 o1 6 1 33 1 14 4 19 9 01 6 1 2 1 23 1 14 3 49 3 31 4 7 53 1 14 3 49 3 31 4 7 5 1 32 0 23 2 56 9 41 2 4 32 0 23 2 56 9 41 2 4 ，3 1 41 522 3 94 9 29 9 o1 5 22 3 94 9 39 9 o 1 5l l61 8