路基工程地震稳定性分析及优化措施的研究.pdf

西南交通大学硕士研究生学位论文第1页摘要 ,为研究强震区路基工程的抗震稳定性研究提供了罕有的条件。地震下,保障路基工程的稳定性,为灾后抢通救援提供畅通的交通,这是我们应该从汶川特大地震中汲取的经验教训。路堤工程由于造价低、容易抢通,应该是线路通过主要活动断裂带时首选的工程类型,但路堤存在占用土地量大、坡脚回收不便控制等缺点,这就要求我们研究抗震稳定性好、坡度易于控制的新型结构型式;在汶川地震震区公路灾害调查中发现,强震作用下挡土墙发生倾斜变形的现象很普遍,这对我们研究倾斜挡土墙的稳定性,以及如何采取实用有效的措施修复倾斜挡墙的稳定性,很有必要。通过以上研究,以期对山区震区路基工程地震稳定性分析及优化措施提供一点参考。本文的主要研究内容和结论有: (1)本文按照规范要求,对一般路堤,4m~20m不同高度的路堤,进行了稳定性分析,并研究了路堤分级设置高度和护坡道的设置宽度对稳定性的影响,计算结果表明:8m及8m以下的路堤在9度地震烈度下是稳定的,没必要考虑加筋;8m以上的一般路堤,在9度地震烈度下,不满足规范要求,考虑加土工格栅,提高抗震稳定性: 从最危险滑裂面看出,路堤的破坏都是浅层的滑裂破坏:分级设置高度越小,路堤稳定性安全系数越大,综合考虑抗震稳定性和占地面积,对一般路堤(20m及以下)建议采用上部高度为8m,设置一阶护坡道,然后一坡到底的方式:护坡道的宽度越大, 相当于整体路堤坡度放缓,整体稳定性越高。(2)结合雅泸高速高填路堤设计图,探讨高填路堤的优化加筋方式,比较传统加筋和布设短筋这两种方式,计算表明,这两种方式均能保证路堤整体稳定性和控制破裂面的位置,布设短筋的优化方式既可以节约筋材的使用量,又能有效的阻止接近路面的路堤坡面的滑裂,保障道路的正常使用,故建议采取布设短筋的优化方式。(3)本文在NCMA法基础上,结合国内相关技术规范,推导了加筋格宾挡墙在正常工况、地震工况及陡坡路基下稳定性计算公式,并运用matlab数值计算软件编制了相应的程序,就典型路肩式加筋格宾挡墙工点,研究了加筋格宾挡墙高度和坡面坡度的变化对稳定性的影响,以及地震工况下,加筋格宾挡墙面板单元与单元之间,在没有连接的情况下,计算了挡墙局部剪切破坏的安全系数,以上研究表明:加筋格宾挡墙在不同高度和不同坡度下抗震稳定性均较好,能满足边坡支挡不同高度和坡度的要求,是一种良好的支挡型式,在正常工况下外部稳定性远超出规范要求值,内部稳定性(抗拔和抗拉)均能满足要求:在7、8度地震工况下,外部稳定性满足规范要求; 在设计墙高和墙面坡度时,还应考虑基底应力的验算,最合适的墙面坡度在1:;9度地震工况下,12m及以下挡墙是稳定的,挡墙局部稳定性呈现自墙项到墙底局部稳定性越来越小,出现了靠近墙底的局部稳定性小于整体抗滑移稳定性,故建议强西南交通大学硕士研究生学位论文第lI页震设防区加强底部格宾单元之间的连接。(4)在震后修建的蒲虹公路稳定性评估调查基础上,研究了倾斜挡墙稳定性计算方法,通过对蒲虹公路倾斜的挡墙工点计算,发现倾斜变形的挡墙稳定性较原始设计降低明显,倾斜~定程度后,不能满足规范要求,针对山区公路建设中弃方较多的条件,提出了运用墙前覆土修复倾斜挡墙稳定性的措施,计算结果表明:墙前覆土这种措施对恢复倾斜挡墙稳定性效果显著,并建议有条件的山区公路合理保护挡墙墙前覆土,这有利于挡墙的稳定性。关键词:地震震区;地震稳定性;路堤工程;加筋格宾挡墙:倾斜挡土墙:墙前覆土西南交通大学硕士研究生学位论文第1I I页 Abstract The seismic damage dataofsubgrade engineering ofWenchuan earthquake provided rare conditions forresearching the seismic stability ofsubgrade engineering in a high can draw lessonsfromWenchuan earthquake thatkeeping thestability of thesubgrade engineeringandproviding expesite traffic forthe rescue afterthedisaster under earthquake engineering should bethefirstchoice as atype of lifelineproject to cross through theactiveseismic beltbecause ofits low costand easy