水毁路基的稳定性及修复技术研究

每年雨季,全国公路,特别是山区公路,路基水毁时有发生,已成为影响公路安全和运营的顽疾。本文在结合公路路基水毁现场调研成果的基础上,利用极限分析上限法和有限差分法对路基在降雨、径流、入渗条件下路基内部地下水位上升对路基边坡的稳定性问题进行探讨。并针对工程实际,应用强度折减法对一类路基水毁工程加固措施的有效性进行评价,总结和提出现有常用公路路基水毁加固方法。主要获得以下结论:(1)采用现场调研,分析了不同路基水毁工点的特点、产生的原因、处治技术措施及恢复交通的经验教训,结合阅读大量的相关文献,总结出了路基塌方、沉陷的类型、基本规律及形成条件;(2)在前人的研究成果基础上,利用极限分析上限法基本原理,根据线性破坏准则和相关联流动法则,利用极限分析中的机动法,根据外力功率与内部耗能相等原理,建立了相应的临界高度和边坡稳定性系数上限解的表达式,对建立的上限解目标函数进行了基于MATLAB软件平台的SQP(序列二次规划)优化求解;(3)简单介绍了强度折减法在FLAC软件中的实现,对几个简单条件下的路堤边坡采用强度折减法进行了稳定性分析;并将强度折减法计算几个简单边坡的稳定性分析结果与极限分析上限理论获得的结果进行了对比分析,并讨论了两种截然不同的分析方法的优缺点。(4)针对工程实际,采用强度折减法对路基内部不同地下水位对路基边坡稳定性的影响做了较为详细的分析。同时对一类常用路基水毁工程加固措施的有效性进行了评价。(5)在综合现场调研、理论分析及数值计算成果基础上,针对高速公路建设中存在的问题,提出常用公路路基水毁修复的设计原则及加固措施。