第三节 膨胀土地区路基.doc

第三节 膨胀土地区路基一、 膨胀土的基本性质与工程特性1 颗粒成分 黏粒：（粒径小于0.005）含量最高 粉粒：（粒径0.005-0.05）含量次之 砂粒：（粒径大于0.005）含量最少 各种粒径组颗粒含量不同，膨胀土表现出的工程性质不同。黏粒含量大者，比表面积大，结合水膜较厚，具有强烈的胀缩性，为膨胀土，危害很大。粉粒含量较大者，为中等膨胀土。砂粒含量较高时为弱膨胀土。2 物理性质 、膨胀土颜色多为灰白、棕黄、棕色、褐色等。 、粒度成分以粘粒为主，含量在百35%到50%以上，其次为粉粒，沙粒含量最少。 、具有液限高，塑性指数大的特点。我国各地膨胀土液限一般在40%至55%，塑限在20%至25%，塑性指数在20以上。 具有强烈的膨胀收缩性质，这与干容重的大小有关，干容重大孔隙就比较小，膨胀势大。3 抗剪强度 抗剪强度是影响土工建筑物（尤其是路基边坡）稳定的重要参数 （1） 特点A. 表现出一种典型的“变动强度“特征，即土体的强度随时间推移而衰减。B. 表现出残余强度低于峰值强度的特点。 （2）、分类A、 土块强度：单元结构体的强度，一般用不含可见裂隙的原状土试样。以室内直接快剪测试强度表示，要来描述土体原始结构的峰值强度 B、 结构面强度：指土块与土块间的强度（或土层与土层间的强度）包括裂隙面强度，滑动面强度，曾间接触面强度，表示土块间裂隙及其充填物的抗剪强度，一般由裂隙面，坡度，光滑程度，充填物性 质及含水条件决定。C、 土体强度：指包括土块强度与结构面强度在内的综合抗剪强度，一般低于土块强度，高于结构面强度。4 工程特性：超固结性多裂隙性:强膨胀性二 膨胀土路堤的稳定分析1 膨胀土的适用范围及其原因 膨胀土属于铁路路基设计规范中规定的D组填料（P210），不宜用于路堤的填筑。由于膨胀土地区往往缺乏其他填料，且考虑到膨胀土路堑的弃土也不易处理，所以，研究膨胀土作路堤填料的可能性的技术条件是必要。2 膨胀土作为铁路路堤受雨季的影响 膨胀土填筑的铁路路堤在竣工初期一般状态良好，但经过第一个雨季之后便逐渐发生变形和失稳现象，并随着时间的延长和各个雨季影响的反复胀缩作用而愈演愈烈。3 膨胀土路堤填料的抗剪强度及变化规律（1） 膨胀性击实土的内摩擦角及变化规律 答：试验所得的内摩擦角与土的塑形指数I呈线性关系 =430.92Ip内摩擦角Ip塑形指数，当I18时，在1626的范围内变化在最佳含水量条件下击实土样的内摩擦角主要取决于图的矿物成分和种类，其数值可根据塑形指数或矿物成分做出大致估计。（2） 膨胀性击实土的黏聚力变化规律答：由于毛细管吸力随着含水量的增大而减小，充分浸水后毛细管吸力消散为零，故黏聚力随着含水量的增大而急剧降低，在浸水后达到一个很小的数值。（3） 膨胀土路堤表层的抗剪强度及变化规律答：表层土的无侧限抗压强度随着含水量的增大而减小，浸水后q2c，经两次干湿循环后，无侧限抗压强度就已基本衰减完成，并有大幅减小。4 膨胀土路堤的稳定分析（1） 膨胀土路堤边坡的破坏形式答：表层溜坍和深层坍滑两种（2） 表层溜坍的发生的具体形式答：表层溜坍有发生在坡顶、坡腰、坡脚和全坡这四种具体形式（3） 深层坍滑的具体形式答：深层坍滑按其滑动面的始点又从路肩开始、路基面中间开始等几种具体形式，滑动面一般至坡脚或接近坡脚处滑出，且近似为圆弧形5 膨胀土路堤整体稳定性检算 答：膨胀土路堤整体稳定性可按下图所示的破坏模式，进行圆弧法分析进行分析计算。强度采用浸水后的指标，不计滑弧通过路堤表层1.0M的范围内的抗剪强度，设计安全系数1.256 膨胀土路堤边坡表层稳定性检算 答：膨胀土路堤竣工初期，表层和内部土的强度基本上是一致的。但经过风化作用后，由于干缩湿涨反复作用变形，表层土中产生了很多裂隙，雨水沿着不断发育的裂隙深入，使土块崩解、软化、膨胀，密度减小，导致大量的边坡浅层溜坍发生。7 表层抗滑安全稳定系数计算公式: C黏聚力，约等于无侧限抗压强度的一半（kpa） 土的容重 土的倾角 H滑面的高度 D滑面的深度，即表层软化深度三 膨胀土路堑的稳定性分析1 工程特性对边坡稳定的影响（1） 多裂隙性：影响 土体的连续性遭到极大破坏，强度大幅降低；为地表水浸入提供了条件；可造成应力集中现象，为边坡的连续破坏创造了条件。（2） 超固结性：影响 边坡开挖后水平应力在坡面附近衰减，坡脚处增加，在坡脚附近形成应力集中和剪切破坏区（塑性区）；超固结土为应力应变软化材料，残余强度远低于峰值强度，剪应力大于峰值强度后，邻近区域也越过峰值继续软化，致垫坡发生整体坍落。（3） 强膨胀性：影响 膨胀变形主要发生在气候影响深度范围内，最大深度约为4到5米，一般在3米以内，其中1到1.5米内最为强烈。2 膨胀土路堑边坡的破坏类型及特征（1） 坡面冲蚀：影响深度一般在0.5m以内，常见的也就是20到30（2） 表层溜坍：一般发生在堑坡风化层内，深度一般在0.5到1.0m之间，很少超过1.5m，只能发生在雨季，可以发生在佷缓的边坡上。（3） 边坡坍滑：它以旋转滑动方式出现，破坏面形状上陡下缓，近似圆柱形曲面，深度一般在3-5米之间。 工程滑坡：特征：包括由于边坡坍滑逐渐牵引堑顶斜坡滑动，最后以整体形式下滑的变形现象，一般规模较小，厚度不大。多量牵引式出现，变形以平移为主。 3 膨胀土路堑边坡的稳定性分析 坡面冲蚀和表层溜坍是一种浅层破坏现象，一般不作边坡横断面设计依据。大量实践表明，膨胀土地区的滑坡多由