云桂铁路膨胀土路堑边坡桩板墙现场监测与理论研究

• 作 者: 汪鹏福
• 发表日期: 2014年期
• 关键词: 膨胀土 路堑边坡 膨胀力 桩板墙 有限元模拟

膨胀土在我国分布很广,工程危害极大。尤其在我国西南地区,每年花费在处理膨胀土问题上的资金甚巨。目前,关于膨胀土边坡破坏机理、支挡结构设计计算方法还有待进一步研究。针对上述问题,本文依托铁道部科技开发项目《云桂铁路膨胀土岩溶地段关键技术研究》(2010G016-B),通过资料调研、现场监测、理论分析和数值模拟等方法,对膨胀土路堑边坡桩板墙支挡效果等进行了试验研究和理论分析。研究的主要内容和成果如下：(1)对膨胀土特性以及膨胀土边坡的破坏形式和机理进行了分析与探讨,总结了影响膨胀土边坡稳定性的因素,探讨了考虑基质吸力的膨胀土边坡稳定性系数的计算方法。(2)在试验段典型断面的桩板墙结构关键位置布设土压力盒、混凝土应变计、湿度传感器等测试元器件,并制定了长期监测方案。现场监测数据表明：土体湿度沿深度方向逐渐减小；桩、板后土压力沿深度方向分布分别为“K”型,“C”型,和传统的库仑土压力分布存在较大的差异,可认为是土体中存在膨胀土压力的引起的。(3)将桩(板)后土压力视为库仑土压力与土体膨胀力之和,在传统桩板墙设计计算方法(m法和K法)的基础上,将侧向膨胀力对结构的作用进行了简化处理,得出了桩(板)身所受膨胀土压力及其桩(板)身弯矩的计算值,和实测数据在大小、规律上相差不大。(4)对膨胀土路堑边坡桩板墙支挡结构进行有限元模拟,从不考虑膨胀力到施加不同大小膨胀力,模拟了四种计算工况,并且将模拟得出的结果和实测数据、理论计算值进行了对比和相互验证。图94幅,表26个,参考文献128篇。