高路堤邊坡在公路工程中十分常見,填料宜選用級(jí)配較好的碎石土,在挖方較多的地區(qū),填料往往由基巖碎石與細(xì)粒土組成。從穩(wěn)定性分析角度來看,高路堤邊坡不同于深挖路塹邊坡,其潛在滑動(dòng)面往往大部分均位于填方路堤區(qū)域,原地基土的影響并不占主要因素,而更多的是填料本身的力學(xué)特性,但當(dāng)?shù)鼗鶛M坡度較陡時(shí),路堤有沿著填筑面滑動(dòng)的可能,此時(shí)的地基土影響較大。因此,研究高路堤邊坡應(yīng)主要從原地基橫坡度、填料及地基土特性及左右側(cè)填方高度來綜合分析。
內(nèi)蒙古黃土地區(qū)分布較為集中,主要分布于伊克昭盟的南部和北部,上覆淺層、較厚層黃土狀土,下覆基巖,由于該地區(qū)地形地貌變化較大,往往高路堤也是陡坡路堤,分析其穩(wěn)定性不應(yīng)單單從整體穩(wěn)定性進(jìn)行考慮,并且高填方邊坡有極強(qiáng)的相似性,往往十幾個(gè)甚至幾十個(gè)段落高填方邊坡穩(wěn)定性均相差不大。因此,為探究內(nèi)蒙古黃土地區(qū)高路堤邊坡的穩(wěn)定性,以內(nèi)蒙古伊克昭盟某高速公路為研究對(duì)象,對(duì)全線50處高路堤段落進(jìn)行研究歸納,總結(jié)研究區(qū)4處典型的斷面形式,針對(duì)其斷面特點(diǎn)基于極限平衡法進(jìn)行計(jì)算分析,旨在為內(nèi)蒙古黃土地區(qū)高路堤邊坡穩(wěn)定性分析提供一些參考。
(1)關(guān)于典型斷面的選取
高填方路堤邊坡與深挖路塹邊坡地質(zhì)條件變化不同,其整體穩(wěn)定性主要看路堤填料的性質(zhì),地基土可根據(jù)區(qū)域整體進(jìn)行統(tǒng)一取值劃分。因此典型斷面的選取有以下原則:
①地基土在該段落具有代表性,填方高度又是區(qū)域段落最高填方高度;
②地基原橫坡陡,需要開挖臺(tái)階減小滑動(dòng)可能的斷面;
③兩側(cè)均是高填方路堤邊坡或陡坡區(qū)域貫穿整個(gè)路堤橫斷面。
(2)計(jì)算典型段落
根據(jù)典型斷面規(guī)則,由于部分典型高填方路堤邊坡就也屬于陡坡路堤,而且研究區(qū)中單獨(dú)的陡坡路堤坡腳均有反坡,安全系數(shù)普遍偏高,綜合考慮,因此本次選取3處不同特點(diǎn)且能代表研究區(qū)的典型高路堤邊坡進(jìn)行計(jì)算。該3處典型高路堤邊坡段落代表了整個(gè)研究區(qū)的3種高填方邊坡斷面計(jì)算形式,分別為:
①既是高填方路堤也是陡坡路堤,路基為半填半挖路基;
②斷面兩側(cè)均屬于高填方路堤,局部斜坡橫坡陡于1:5,但緩于1:2.5,沿斜坡地基或軟弱帶滑動(dòng)的可能性幾乎為0,應(yīng)分左右側(cè)各分析兩側(cè)的邊坡穩(wěn)定性;
③需同時(shí)考慮路堤整體穩(wěn)定性及沿斜坡地基或軟弱帶滑動(dòng)的穩(wěn)定性,并且陡坡路堤是整個(gè)路堤斷面的陡坡路堤,且路堤填方高度大;
④斷面一側(cè)屬于高填方路堤,局部斜坡橫坡陡于1:2.5,但反坡同樣占比較大,沿斜坡地基或軟弱帶滑動(dòng)的可能性幾乎為0,但填方低的左邊坡同樣也有可能發(fā)生滑動(dòng),宜建立全斷面建模,潛在滑動(dòng)面分左右搜索2次,分別驗(yàn)算路堤邊坡的穩(wěn)定性。
(3)計(jì)算結(jié)果分天然和暴雨工況,其中天然中,有可能要算整體穩(wěn)定性也要算陡坡路堤穩(wěn)定性,計(jì)算結(jié)果如下:
路段1典型斷面
整體穩(wěn)定性
陡坡路堤穩(wěn)定性
左邊坡穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果
右邊坡穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果
高填方邊坡天然工況下沿路堤填筑面滑移穩(wěn)定性
以上的計(jì)算結(jié)果其實(shí)就是選取典型斷面以后的結(jié)論了,主要還是設(shè)計(jì)時(shí)候基于高路堤邊坡穩(wěn)定性在斷面形式上的相似性,首先先統(tǒng)計(jì)全線所有高填方邊坡段落,歸納出典型的斷面形式,對(duì)高邊坡斷面建立模型后進(jìn)行穩(wěn)定性分析,選取的幾種典型斷面穩(wěn)定性基本可以代表全線的穩(wěn)定性,當(dāng)然,地基土性質(zhì)要相似,比如軟弱土路段和一般土路段的差異性還是很大的,所以分析要結(jié)合實(shí)際情況再做思考,但是以上的研究思路可以作為大部分項(xiàng)目的借鑒,該方法系統(tǒng)的考慮了公路工程高填方邊坡穩(wěn)定性在斷面形式上的相似問題,可為內(nèi)蒙古黃土地區(qū)高路堤邊坡穩(wěn)定性分析研究提供新的參考。
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