《膨胀土地区路基》PPT课件.ppt

1、膨胀土的基本性质与工程性质2、膨胀土路堤稳定性分析3、膨胀土路堑边坡稳定性分析4、膨胀土地区路基的加固与防护,1、膨胀土的基本性质与工程性质（1）颗粒成分黏粒为主，其次为粉粒，砂粒较少。（2）物理性质液限高，塑性指数大，天然含水量低，容重较大。含水量：控制胀缩变形与强度衰减容重：干容重大，孔隙比就小，膨胀势残余强度大。（3）抗剪强度：强度衰减，远低于峰值强度，变动强度特性。（4）压缩性质：天然状态压缩系数低，属中低压缩性土，风化后膨胀土压缩性大，属高压缩性土。（5）渗透性质：弱。（6）多裂隙性（7）超固结性,2 膨胀土路堤稳定性分析边坡破坏的主要形式：表层溜坍：发生在坡顶、坡腰、坡脚及近于全坡深层坍滑：滑动面从路肩、路基面中点开始，坡脚或接近坡脚滑出，且近似为圆弧。稳定性检算：（1）整体稳定性检算方法：圆弧法，强度指标采用浸水后的指标，不计滑弧通过路堤1.0m范围内的抗剪强度，设计安全系数大于1.25（2）边坡表层稳定检算,膨胀土路堤边坡里层坍滑型式,3、膨胀土路堑边坡稳定性分析（1）多裂隙性对路堑边坡稳定性的影响：土体的连续性遭到极大的破坏，强度大幅降低，最低可达到残余强度裂隙为地表水的浸入提供了条件，使土体胀缩效应显著，风化加剧，形成软弱层和上层滞水带，强度降低。久旱后的暴雨，还可能因裂隙冲水而造成静水压力；裂隙造成应力集中，使大量的破裂面常依附于破裂面形成，为边坡的连续性破坏创造了条件。,（2）超固结性对路堑边坡稳定性的影响边坡开挖后水平应力在坡面附近衰减，在坡脚处增大。由较高的水平应力产生的较大剪应力，在坡脚附近形成应力集中和剪切破坏区。超固结性愈强，堑坡稳定性愈差。超固结土为应力应变软化材料，残余强度远低于峰值强度。（3）强膨胀性对路堑边坡稳定性的影响。,膨胀土路堑边坡的破坏类型及其特征：坡面冲蚀表层溜坍边坡溜坍工程滑坡边坡稳定性分析：与破坏类型密切相关。,4 膨胀土地区路基的加固与防护4.1 路堑边坡防护与加固目的：一是为了预防可能产生的边坡变形破坏，二是对已产生变形破坏的边坡进行治理。边坡防护原则：（1）为保持边坡土体天然含水量状态的相对稳定，应防止地面水与地下水渗入路堑边坡，同时防止土中水分被蒸发，以免边坡土体产生湿胀干缩变形。（2）为了保持边坡土体结构的相对完整，应控制土体的风化作用，尽可能减少大气物理风化营力对土体的影响。,（3）保持边坡土体有足够的抗剪强度，防止土体强度衰减。（4）边坡土体若有强膨胀土夹层，或土层中风化界面清晰完整时，应适当加固以防滑动产生。（5）防护工程应能适应边坡膨胀土体可能产生的胀缩变形与膨胀力，而不遭破坏。因此防护工程以柔性结构为宜，切不可盲目采用刚性结构。,防护加固措施：目前常用在膨胀土路堑坡面防护加固的措施，主要有以下几种：（1）植被防护常见的植被防护有铺草皮和种紫穗槐，种草和撒草籽的成活率一般较低，生长较慢，不宜采用。铺草皮：适用于弱膨胀土的低边坡的坡面防护。也可配合其他防护措施，在各种类型膨胀土边坡上采用，草皮覆盖一般生长良好，可以防止降雨和地表水对坡面的冲蚀，对于边坡的防水保湿、减小气候风化营力的影响有较好效果，对于表土也有一定固着作用。种紫穗槐：紫穗槐是多年生小灌木，具有耐旱易活、枝叶繁茂、根系发达等优点，适于在膨胀土中生长。可在边坡上单独种植，也可配合其他措施种植。由于紫穗槐根系发达，所以对边坡土体有较强的固着能力。紫穗槐在雨季可防止地表水对坡面的冲蚀，但在旱季较强的蒸发蒸腾作用对保持土中水的稳定不利。,（2）三合土抹面适用于任何边坡坡度的边坡坡面防护，可防止降雨合地表水对坡面的冲蚀，同时也可防止地表水渗入土体引起膨胀变形。缺点是：三合土或四合土抹面对温度的调节作用较差，在温度梯度作用下仍可引起坡面表土的湿度变化，同时边坡全部封闭，对土中水分的排出不利，故有可能产生局部胀缩变形。（3）混凝土预制块封闭适用性与防护作用基本同三合土与四合土抹面。但混凝土块对坡面表土膨胀可起到一定的抑制作用，且施工方便。,（4）骨加护坡比较广泛适用于各类膨胀土中任何坡度的边坡，其作用主要是对强风化层土体起支撑稳固作用，实际上是将长大坡面分割为若干由骨架支撑的小块土坡，分而治之。骨架一般采用片石勾缝，宽0.5m，嵌入坡面的深度应视边坡膨胀土风化情况与地区气候条件而定，一般不宜小于0.5m，但是当强风化层起过1.5m时，骨架施工困难，且风化界面效应加剧，则不宜采用骨架护坡。通常使用的骨架护坡有以下两种：,方格骨架护坡：方格大小有2m2m、2.5m2.5m、3m3m三种，可根据边坡具体情况选用。虽然受力条件与支撑作用不如拱形骨架，但施工较方便。拱形骨架护坡：对边坡坡面强风化主体的支撑稳固作用较方格骨架具有明显的优点，但施工较方格骨架困难。,（5）片石护坡：适用于边坡已经局部破坏的各种坡段，用以整治膨胀土病害，也适用于新线路堑，用以预防边坡破坏发生。片石有单层和双层之分，利用自重可对边坡土体起反压和抑制膨胀的双重作用，同时对已受破坏牵动的土体有一定的支护作用，通常适用的片石护坡有以下两种：干砌片石护坡：可承担一定变形，但是自重有限，一旦坡面局部破坏，则将引起相邻片石护坡连续破坏，故在长大坡面应慎用。浆砌片石护坡：整体强度较高，自重较大，防止土体继续风化、抑制土体膨胀效果较好，但不能承受土体不均匀胀缩变形。,（6）挡土墙 用于膨胀土路堑边坡稳定的挡土墙，有别于一般土质边坡的坡脚墙。由于膨胀土边坡的土体结构特性，挡土墙既有坡脚墙，又有坡腰墙，也有坡顶墙。但无论何种挡土墙，在设计时均应充分考虑膨胀土的特殊工程性质，为此应注意以下各点：挡土墙位置除坡脚外，还应考虑软弱层与界面处；基础应埋置在风化层以下，一般距地面小于1.52.0m；墙背应回填砂与碎石，以调整部分膨胀变形；挡土墙应设一定宽度的平台；挡土墙必须设泻水孔。,4.2 路堤边坡防护与加固 膨胀土路堤边坡的防护与加固，与路堑边坡类似。通常采用的有植被防护（种草、铺草皮、种紫穗槐、种夹竹桃等）、片石护坡、坡脚墙等，特别应当指出的是，在路堤边坡上种种紫穗槐、种夹竹桃等灌木，对保持路基土中水分的稳定不利。铁路系统对此有争议。与膨胀土路堑边坡不同的是，由膨胀土路堤填土的工程特性较原状土更差，稳定性难于保证，故多在路堤边坡采用支撑渗沟”栓腰带“的措施，其作用是将长大路堤坡面分割成短小坡面，固着坡面土体，支撑边坡；加强坡面排水。此外，还常采用坡脚片石垛以及填土反压护道等措施加固膨胀土路堤边坡。也有采用坡面支撑渗沟与坡脚片石垛联合加固的。,