凍融對土質(zhì)路塹邊坡穩(wěn)定性的監(jiān)測和實(shí)驗(yàn).doc

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1、凍融對土質(zhì)路塹邊坡穩(wěn)定性的監(jiān)測和實(shí)驗(yàn)摘要土壤凍融導(dǎo)致的公路路塹邊坡的不穩(wěn)定是季節(jié)性冰凍地區(qū)的主要問題之一，土壤中的水分變化是土質(zhì)路塹邊坡滑動的重要原因，依托高速公路擴(kuò)建工程方正—哈爾濱段一側(cè)粉砂質(zhì)黏土路塹邊坡，采用野外監(jiān)測、室內(nèi)監(jiān)測，開展了對土壤水分隨地面溫度變化以及土壤水分含量對土壤物理力學(xué)的影響的實(shí)驗(yàn)研究。三軸實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：三軸實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：在土體含水率小于最佳含水率時(shí)，土體黏聚力隨含水率的增加而增大，超過最佳含水率時(shí)，黏聚力隨含水率增加而減小，在最佳含水率附近達(dá)到峰值。土體內(nèi)摩擦角隨含水率的增加而減小。隨著凍融循環(huán)的增加土壤粘結(jié)力減少。現(xiàn)場監(jiān)測結(jié)果表明：在土壤凍結(jié)的過程中

2、，會出現(xiàn)由溫度收縮引起的裂縫，這種溫度收縮會破壞邊坡的整體強(qiáng)度，水分會向由于溫度收縮引起的凍結(jié)面遷移。在春天的融化期，由于裂縫中水的積累和地面下長時(shí)間的0溫度，在土壤中冰凍的水會迅速融化。所有這些都會導(dǎo)致淺坡中土壤水分過高，土壤抗剪強(qiáng)度減小，然后導(dǎo)致山體滑坡。1.引言在中國東北季節(jié)性凍土地區(qū)，公路土質(zhì)路塹邊坡坡面經(jīng)常發(fā)生淺層失穩(wěn)滑坡現(xiàn)象[1-2]。其原因大多為在凍結(jié)的過程中邊坡土體水分向凍結(jié)鋒面遷移，坡面淺層局部土體含水率增加，在負(fù)溫作用下，發(fā)生坡面淺層土體凍脹。土體的凍脹改變了土體顆粒間的結(jié)構(gòu)聯(lián)結(jié)、排列方式，從而改變土的力學(xué)性質(zhì)。在春融期，受大氣降水和氣溫升高等綜合因素的影響

3、，凍結(jié)在邊坡坡面和坡體淺層的凍結(jié)層融化，凍土融化水分在向下滲透的過程中，受到未融化凍結(jié)層的阻礙，融化層與凍結(jié)層結(jié)合面含水率迅速增高，土體達(dá)到飽和或過飽和狀態(tài)，坡體內(nèi)部有效應(yīng)力降低，在重力作用下，坡體淺層局部或整體沿著融化層與凍結(jié)層結(jié)合面下滑。對凍土斜坡的穩(wěn)定性研究出現(xiàn)的較早[5-7]，但研究成果主要在高原多年凍土區(qū)。季節(jié)性凍土與多年凍土邊坡失穩(wěn)機(jī)理存在差異，表現(xiàn)為溫差變化較大和反復(fù)的凍融循環(huán)影響，具有明顯的季節(jié)性特征。依托高速鐵路擴(kuò)建工程從方正到哈爾濱段，研究區(qū)域主要在路基加寬側(cè)K560+000—K565+690路段。研究區(qū)的地勢起伏變化較大，路塹邊坡土質(zhì)多為分砂質(zhì)黏土，它的天

4、然密度為1.8g/cm3-2.1g/cm3，邊坡平均高度為5—15，平均坡率為1.5—1.75。通過現(xiàn)場調(diào)查、邊坡淺層含水率和地溫變化監(jiān)測、土體物理力學(xué)指標(biāo)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)