摘要 本文在綜述國內(nèi)外研究現(xiàn)狀靜基磷上，結(jié)合離速公路：t 程建設(shè)，較土穗基上 路褒填筑施工鬻中密現(xiàn)酶重要同題箍界高度，觚理論和實際盛霈靜角度出發(fā)， 四個方面系統(tǒng)魏對臨界贏菠遺行了分類分櫥黼究。 ( 1 ) 壤筑頹| 離賽鬻度對軟縫綦交形穩(wěn)定影確研究 首先依攥汾灌、徐連線瓣沉黲資辯弱其瞧一些試驗二 稷鍘囪位移蠢孔壓姿鸛 整理，通過填主裹震一沉降一歷時線、沉降速率填裹度趨線、側(cè)肉位移蛙線、 最大鍘肉位移y m 與沉降量s 茲線、孔壓壤量a u 與路堤加載，h 曲線的分?jǐn)€， 麩三個方囂探討了藏工攢蟾爨裹度對軟地基變形穩(wěn)定影響；內(nèi)容包括：施工期峨 界毫疫對沉降馳影蚋，施工期螨爨高度對側(cè)向位移的影響，燧工期臨界高度對孔壓 的影響。 ( 2 ) 嶷界態(tài)度形成楓理分析 結(jié)合汾灌、徐連線工程地質(zhì)勘察資料和土的工程特性，從三個內(nèi)在機(jī)因?qū) i 白燼 高度形成機(jī)理影響進(jìn)行了研究，內(nèi)容包括：硬殼層對臨界高度形成機(jī)理上影響，軟土 地基的超固結(jié)性對臨界高度形成機(jī)理上影響，土的結(jié)構(gòu)性對臨界高度形成機(jī)理上 影響。 ( 3 ) 臨界高度影響因素研究 全面的分析了影響臨界高度大小的主要因素有路堤設(shè)計形式、路堤填筑材 料、路堤施工、軟土地基、地基處理等。闡單探討了路堤設(shè)計形式如采取反壓護(hù) 道和減緩邊城坡率、路堤填筑材料、地基處理對臨界高度的影響。主要分析了軟 土地基對臨界高度的影響，通過多元線性回歸模型重點分析了汾灌沿線臨界高度 與磧殼屢厚度、軟層厚度之間存在一定聯(lián)系規(guī)律，得出了相應(yīng)的兩歸公式。對 該地區(qū)的臨界高度估計有很大的實用價值。 ( 4 ) 臨界高度確定方法研究 系統(tǒng)遣介紹了三種確定臨界高度方法的應(yīng)用和已有鑫哿研究成果，內(nèi)容包稔實 測確定法、理論公式計算法、離心模黧試驗。份者在孳l 甬s l e r o u e i l ，e t a v e n a s 在 y l l g h t 模鼙中褥蜀靜筒革可靠結(jié)論蘩磕土，掇密一令薪熬思鼴，粥幸亍雄導(dǎo)窶一 個考慮硬殼層 乍月的麓單實用的臨界裹度理論公式。并進(jìn)孑亍了實鍘計葬，與其德 方法確定結(jié)果進(jìn)行了比較。 關(guān)鍵詞：滴界高度、濱海相、高速公路、軟土地基、影響分析、機(jī)理、理論確定 a b s t r a c t i nt h i st h e s i s ，b a s e do nt h es y s t e m a t i cs u m m a r yo f e x i s t i n gr e s e a r c hh o m ea n d a b r o a d ，as i g n i f i c a n tp r o b l e mr e l a t e dt oc r i t i c a l h e i g h to fe m b a n k m e n td u r i n gt h e c o n s t r u c t i o no f h i g h w a ye n g i n e e r i n gh a v eb e e nd i s c u s s e dm a dr e s e a r c h e ds y s t e m i c a l l y i nt h e o r ya n d p r a c t i c ef r o m f o u ra s p e c t s ： ( 1 ) r e s e a r c h o f i n f l u e n c eo f t h ec r i t i c a lh e i g h t t o t h ed e f o r m a t i o na n ds t a b i l i t yo f t h es o f t g r o u n dd u r i n gt h ec o n s t r u c t i o n b a s e do nt h es e t t l e m e n td a t ao b s e r v e di n f e n g u a n 、x u z h o u l i a n y u n g a n g h i g h w a ya n dl a t e r a ld i s p l a c e m e n tm a dp o r ep r e s s u r ed a t ao no t h e rp u b l i s h e dc a s e h i s t o r i e s t h ei n f l u e n c eo ft h ec r i t i c a lh e i g h tt ot h ed e f 0 1 t n a t i o na n d s t a b i l i t yo f t h es o f t g r o u n dd u r i n gt h ec o n s t r u c t i o nh a v eb e e nr e s e a r c h e di nd e t a i lb ya n a l y z i n gt h eh s tc u r v e 、s - hc u r v e 、l a t e r a ld i s p l a c e m e n tc u r v e 、y m sc u r v e 、a u ，hc u r v e w h i c h c o n t a i nt h r e ea s p e c t ss u c ha ss e t t l e m e n t 、1 a t e r a ld i s p l a c e m e n ta n d p o r ep r e s s u r e f 2 1r e s e a r c ho f t h ef o r i l lm e c h a n i s mo f t h ec r i t i c a lh e i g h t t h ef o r i l lm e c h a n i s mo ft h ec r i t i c a lh e i g h th a v eb e e nd i s c u s s e da n dr e s e a r c h e di n t h e o r y f r o mt h r e e a s p e c t sb ya n a l y z i n g t h e l u a n y u n g a n g s o i l s p h y s i c a l a n d m e c h a n i c a lb e h a v i o r s t h ee x i s t i n go ft h ec r i t i c a lh e i g h ti st h ef u n c t i o no ft h ee r i e c to f c r e s t 、s o i l 。so v e r c o n s l i d a t i o na n ds o i l ss t r u c t u r ei nf e n g u a n 、x u z h o u l i a n y u n g a n g h i g h w a y f 3 1r e s e a r c ho fi n f l u e n c e f a c t o rt ot h ev a l u eo ft h ec r i t i c a l h e i g h t o f e m b a n k m e n t a l lo f i n f l u e n c ef a c t o r so f t h ec r i t i c a lh e i g h ta n dt h e i rr e l a t i o nw e r ea l s od i s c u s s e d s t e m i c a l l y , t h eg e o m e t r yo f e m b a n k m e n t 、f i l l m a t e r i a lo f e m b a n k m e n t 、c o n s t r u c t i o n r a t e 、t h es o f tg r o u n da n dt r e a t m e n ta l la 腩c tt h ev a l u eo ft h ec r i t i c a lh e i g h ts o m e m e a s u r e sr e l a t e dt ot h e d e s i g ng e o m e t r yo f t h ee m b a n k m e n ts u c ha sr e v e r s ep r e s s a n d d e l y i n gs l o p ea r e b e n e f i c i a lt oi m p r o v et h ec r i t i c a l h e i g h ta s t h es a m ea n t r e a t m e n to f t h es o f lg r o u n d t h e1 i n e rr e g r e s sm o d e lw i t hm a n ye l e m e n tw a su s e dt o s u m m a r i z et h er e l a t i o nb e t w e e nt h ec r i t i c a lh e i g h ta n dt h et h i c k n e s so fs o f tc l a ya n d c r u s tl a y e r t h e nt h ee x p e r i e n t i a lr e g r e s se q u a t i o nw a ss h o w n f 4 1r e s e a r c ho f t h em e t h o d st oe s t i m a t et h ev a l u eo f t h ec r i t i c a lh e i g h t t h ec r i t i c a lh e i 【g h tg e n e r a t e dd u r i n gt h ec o n s t r u c t i o nc a nb ee s t i m a t e di nd i f f e r e n t m e t h o d ss u c ha s f o l l o w i n g ：1 b ya n a l y z i n g t h em e a s u r e dd a t a 2 c o m p u t e db y t h e o r e t i c a lf o r m u l a3 b vn ! e a n $ o fc e n t r et e s tm o d e lr e s e a r c hf r u i t sr e l a t e dt ot h r e e m e t h o d sh a v ea l s ob e e ns u m m a r i z e d b a s e do nt h er e l i a b l ec o n c l u s i o n sp r o p o s e db y t a v e n a sa n dl e r o u e i l ，t h ea u t h o rb r i n gf o r w a r dan e w t h o u g h ta n dd e v e l o pas i m p l e t h e o r e t i c a lf o r m u l at oe s t i m a t et h ec r i t i c a lh e i g h t w h i c hc o n s i d e rt h ee f r e c to ft h e c r u s t ，t h er e s u l tc o m p u t e r e db y t h ea u t h o rw a s c o m p a r e d t ot h eo t h e r st h o u g h l y k e y w o r d ： c r i t i c a lh e i g h t ；q 4 。一q 4 。ls o f t s o i ll a y e r ；h i g h w a y ；s o f l g r o u n d a n a l y s i so f e f f e c t ；m e c h a n i s m ；t h e o r e t i c a l a s c e r t a i n m e n t l 緒論 1 。1 研究背景 目前，江蘇省內(nèi)通車高速公路總里程突破2 4 0 0 公艉，高速公路密度居全 國第一位，離速公鼴逶事想墨翟麟全罾第三。2 0 0 4 年，江蘇密全年建成高速 公路4 1 8 公里。來自江蘇省交通部門的信息顯示，2 0 0 4 年江蘇省在建高速公 路1 6 0 0 多公鼉，計劃通攀豹7 令頸囂全囂建成。7 條蒜速公鼴分嗣怒：瀣淡 高速公路、江陰至太倉段、寧杭高速公路i ! ：亡蘇段、蘇( 州) 嘉( 興) 杭( 州) 裹逮公路蘇髑至掌熟段二期工程、揚娜囂怒繞城塞速公路、( 麓) 逶鏖( 東) 高速公路、蘇州繞城高速公路西南段和沿江高速公路常州至江陰段。7 條高速 公路建成震，為溝暹江蘇省穴棗j 交通，促進(jìn)大江南j 區(qū)域緞濟(jì)共劂發(fā)展創(chuàng) 造了良好的交通基礎(chǔ)條件，也為江蘇省南下浙江、東進(jìn)上海增添了新的出省 通_ j 蓖，對予加速長三角經(jīng)濟(jì)一體化具有燕要意義。 到2 0 0 8 年，江蘇省商速公路通車總里程將達(dá)到3 5 0 0 公里，在l o 萬平方 公里地域內(nèi)實現(xiàn)“朗縱四橫四聯(lián)”礴速公路的聯(lián)網(wǎng)暢通。 圖1 - 1中國系幫黃海沿岸第圈綣墻質(zhì)圈 最近1 0 多年是江蘇省交通建設(shè)發(fā)展最快、投入最多、規(guī)模最大的時期， 仝卷綴爨澎l 藝、橫穿東秀豹褰逮公籍璃絡(luò)骨黎甥步形成。圈頹江蘇豢速公黲 十五年發(fā)展歷程，走過了兩個階段。一、起步階段：1 9 9 6 年，滬寧黼速公路 江蘇漆段建戎，泛蘇省褻速公蘸實現(xiàn)了“零”豹突酸。1 9 9 2 年，“五級七橫” 國道主干線規(guī)劃開始實施，為江棼高速公路持續(xù)、快速、健康發(fā)展奠定了怒 竇熬硝。二、裹逮發(fā)展除段：1 9 9 8 年，江蘇省提出在煙抉蘇媾裹速公路建設(shè) 的同時，將高速公路建設(shè)的重心轉(zhuǎn)移到蘇北，相繼建設(shè)了淮江高速公路，沂 淮高速公路，連徐高速公路，汾灌高速公路，寧宿徐高速公睡，寧靖鹽高速 公路；以及正在建設(shè)的連鹽高速公路。2 0 0 0 年以來，江蘇省高速公路在建規(guī) 模每年都保持在1 0 0 0 公里以上。 蘇北地區(qū)高速公路，沿線地質(zhì)條件復(fù)雜，由圖1 1 可見多屬于濱海堆積， 線形的帶狀構(gòu)筑物跨越地區(qū)廣泛。本文依托同三國道主干線汾灌高速公路【1 1 、 連徐高速公路【2 6 l 。汾灌高速公路起始于山東省日照市汾水鎮(zhèn)與江蘇省連云港 市贛榆縣馬站鄉(xiāng)交界處的銹針河大橋，終點與寧連一級公路相連，全長8 8 公 里，填方路段約7 0 公里，有0 、p 、q 三個標(biāo)段組成；連徐高速公路有a l a 7 個標(biāo)段組成，填方路段超過1 3 0 公里，填方路線經(jīng)過的區(qū)域在地形地貌上多 屬于濱海堆積，沿線大多數(shù)為軟土地段，因為軟土厚度變化大，區(qū)域內(nèi)有不 良地質(zhì)現(xiàn)象比較突出，這些軟土特性比較差，地基承載力低，往往都屬于結(jié) 構(gòu)性軟土，一旦擾動強度很難恢復(fù)。在海相軟土地區(qū)修建高速公路常常出現(xiàn) 路堤沉降過大，難以穩(wěn)定，甚至個別地段出現(xiàn)開裂或滑移的現(xiàn)象。 經(jīng)江蘇省交通廳立項批準(zhǔn)，東南大學(xué)巖土工程研究所與江蘇省高速公路 建設(shè)指揮部聯(lián)合承擔(dān)了“汾灌高速公路施工動態(tài)測試分析研究”、“連徐高速 公路軟基加固處理評估”、“連徐高速公路施工動態(tài)測試分析研究”的課題， 本課題對路段實施沉降動態(tài)控制并根據(jù)實測資料，分析了硬殼層、軟土層和 粉噴樁的樁間距變化對沉降的影響及填土速率與沉降速率的關(guān)系。同時確定 了該路段的路堤填筑臨界高度并且預(yù)測沉降部趨勢。該課題為汾灌、連徐高 速公路連云港段的后續(xù)施工作了技術(shù)論證和支持，具有較大的經(jīng)濟(jì)和社會意 義。本論文主要對此課題中的一個高速公路工程建設(shè)過程中出現(xiàn)的重要問題 臨界高度，從理論上和實際應(yīng)用的角度出發(fā)，對其進(jìn)行系統(tǒng)的分析研究， 以汾灌、連徐高速公路為工程依托，分析總結(jié)出該地區(qū)理論估計l 臨界高度的 公式和實際設(shè)計時的應(yīng)用方法。 1 2 問題的提出 在蘇北濱海相軟土地基上修建高速公路，其相應(yīng)的路堤修建高速公路填筑臨界高 度往往不大，低于相應(yīng)的路堤設(shè)計高度。由于絕大部分的路段的路堤設(shè)計高度普遍比 較高，填土高度大多超過其軟土地基相應(yīng)的路堤填筑臨界高度，因此在軟土地基上路 堤填筑過程中，往往會出現(xiàn)臨界高度的問題。在軟土地基上修建高速公路，路堤的穩(wěn) 定和沉降控制是該公路建設(shè)中必然面臨的兩大問題。因此有必要探討和分析路堤填筑 過程中，臨界高度對軟土地基變形和穩(wěn)定的問題，變形穩(wěn)定影響主要分析了三個方面： 臨界高度對沉降的影響：臨界高度對側(cè)向位移的影響；臨界高度對孔壓的影響；通過 分析其重要變形影響后以期更好的解決這兩大問題而服務(wù)。 1 緒論 濱海相軟土粉噴樁處理后地基也存在“臨界路堤高度”。對存在這一高 度酌蘸瓣不少學(xué)者俸過分櫥研究“，認(rèn)為施麓靜超囿結(jié)特性應(yīng)是主凄蘸閑。拖 表以下5 1 0 米撼圍內(nèi)的主處于超圈結(jié)狀態(tài)，并且天然地基姨爨毫度蘩載與 地基土先期因結(jié)壓力相吻合。粉噴樁處理地基存在這一現(xiàn)象與天然地基有較 大區(qū)別。樁士作為實體基礎(chǔ)，當(dāng)路堤高度達(dá)到臨界時，實體與地基側(cè)向摩阻 力達(dá)到輟蔽，樁尖產(chǎn)釜奉l 入變形，褳尖戮下淤泥質(zhì)軟變形量較大，雙兩開 始燃現(xiàn)沉降爨增大的趨勢。根據(jù)滬器東延檔段實測沉降姿料，當(dāng)路堤意度達(dá) 3 5 3 8 米時沉降量較大幅度增加，這說明粉噴樁處理后對3 ，8 米以下高路堤 可較大幅度減少總沉降薰，從而也較大地減少工后沉降，但實際上對這樣高的路堤采 用粉噴摭處理薺不經(jīng)濟(jì)。函詫“穩(wěn)彝貉堤態(tài)度”靜分櫥毳拜究顯于導(dǎo)尤其重要。戳往 在一般公路上以低路堤屠多，只鴦在江河附近的橋頭離路堤處，路基贏度方超過臨器 高度。近年來，高速公路在我國大地迅速興起，出于要求全立交和全封閉，不僅橋涵 多，而且立交和通道也大量增加，形成高路堤，沿線平均路堤設(shè)計高度增加。而絕大 部分高速公路都是興建于這些沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)遣送這些不菠軟主鎣土，這蟄逸區(qū)廣泛存 在海娟秘湖棚沉積的軟，它 | 、】怒在咸水或淡7 k 中、沉積形成的紉粒土，含有枧質(zhì)和礦 物順的綜合物，具有松軟，孔隙比大，天然含水懇高，壓縮性簡，強度低，滲透性小 和靈敏縮構(gòu)性的特點，其厚度有數(shù)米到數(shù)十米不等，有些她區(qū)軟土厚度變化大，土層 呈锘狀分靠，軟主包括淤混，淤漉覆貓，淤濺矮粉主，混炭，浞淡矮等。 一般軟土地基上修筑高路堤路基，爭取最短時間填筑堤到設(shè)計標(biāo)高其有重要的意 義。填主期愈短，頸壓麓蓬長，蠢結(jié)愛增大，王后沉泌藏，j 、，王程效果就越好。為撩 僳王后沉降滿足使用要求，必須像證黢基鴦足夠的顎壓時閥，這就要求，在滿足路堤 穩(wěn)定和確保臆工質(zhì)量的前提下，填筑施工應(yīng)盡可能早的完成。便可縮短路堤的總工期。 這對于商速公路提早投入運行會產(chǎn)生更高的經(jīng)濟(jì)效益和投資回報有蓬大意義。在軟土 穗萋修筑高逡公路，由于路蓉設(shè)詩高溲高于縐賽高度，因此在鼴堤壤筑過程中，磐侮 安全快速的填筑到設(shè)計裹度，同時滿足路堤穩(wěn)定期、況降，邋過臨界贏度德的確定，結(jié) 合臨界離度，優(yōu)化路堤填筑施工設(shè)計方案外，對施工填土速率進(jìn)行合理的控制也是其 中的重要環(huán)節(jié)。正確地控制施工填筑指標(biāo)有重大工程意義，保守了會延談工期，造成 人力、物力的浪費；反之會譴建蘩失穗，發(fā)生工程事敲。根據(jù)大量資謇毒表弱：當(dāng)路堤 填綴接逛或達(dá)到蠛界毫度后，如施工填速度不加控制，烽會發(fā)生過大的沉降量，沉 降速率難以穩(wěn)定，在設(shè)計預(yù)壓期沉降雅以穩(wěn)定，不的不延長預(yù)壓期，如果強行進(jìn)行路 面施工，工盾沉降速率難以滿足，路慕病害較多，增加工程養(yǎng)護(hù)費用，同時影響高速 公路行車的安全譙和舒適毪。稿舞高度焉璇筑速率過浚甚至?xí)l(fā)生過路蘩港移、路堤 邊坡鼓趣等聯(lián)象，不僅便路基開裂破坯，而且也危及農(nóng)田、房耀等，建筑物變形，甚 至崩塌。根據(jù)資料顯示，多年來，連云港地區(qū)修建的高速公路頻繁出現(xiàn)問題。如：江 蘇寧連一級路由于軟基沉降弓i 發(fā)路面開裂、橋頭錯臺等問題，通車幾年來一鲞小修不 緒論 斷；連徐高速公路釋連云港a 4 a 5 軟土段部分路基在施工中相繼出現(xiàn)路基刀：裂、路 基滑移、沉降過大等問題。a 4 段k 1 4 + 6 7 t 6 k 1 4 + 7 1 3 在路基施工碾壓過稷中路基 如現(xiàn)裂縫，后發(fā)生塌陷、淆移，整個淆移總長約4 0 米，最大裂縫發(fā)展到o 6 0 8 米。 后經(jīng)過復(fù)查、補勘，對設(shè)計方案進(jìn)行了研究、和修改，采取了擺應(yīng)土也基處理措施，僵 有的軟路段潤越仍解決不了，有漪路段雖棄路粲橋，組漿橋后仍出現(xiàn)問題，造成了 巨大經(jīng)濟(jì)損失。 1 3 國外研究現(xiàn)狀及存在的問題 軟地基上修建的高速公路從開始進(jìn)行路凝填筑到路面竣工，總工期分三個階 段：路堤填筑期，預(yù)壓期，路面施工期。路堤填筑施工時采取分層碾壓，屢厚約3 0 c m 。 穗且每層都經(jīng)過運士、攤平、涼曬、碾壓、檢驗等步驟，這一髑斯一般約為6 8 天時間。路堤正常的施工速率般為0 0 3 0 0 6 n 1 d a y 。當(dāng)路堤設(shè)計高度超過臨界高度 時，按正襄的填筑速率在軟地基上進(jìn)幸亍黲堤填筑過程中會燃現(xiàn)一個臨界高度的問 題。鼠圖l 。2 中壤土高度沉降一歷時曲線中可以看出：當(dāng)路堤填土高度小于臨界商 度時，軟土地基發(fā)生的沉降量小，沉降速率也不大，地基穩(wěn)定；當(dāng)鼴堤填箋超過定 惠度時，沉降量開始突然增大，沉降速率也翡顯增大，怒過臨界高度籍，采取控制填 筑速率繼續(xù)填筑至設(shè)計高度仍將發(fā)生較大的沉降量，如不采取填筑速率控制，會產(chǎn)生 雕加沉峰，產(chǎn)生瓶降速率無法穩(wěn)定，弓；起過大的沉降量，不利于工骺沉降韻控制。甚 至?xí)Ъ雍伤俾蔬^茯，軟土來不及筒結(jié)和強度增長，因加載而產(chǎn)生的剪切強度超過土 體抗剪強度，發(fā)生局部剪切破壞，在施工中發(fā)生路堤縱向開裂及燼塌，可能會導(dǎo)數(shù)軟 士地基如圖1 2 鷯曲線的失穩(wěn)滑動堿環(huán)。 h ( m ) s f m m ) 蹦1 - 2 壤高一沉降一歷時曲線 由圖l 一2 、1 - 3 1 3 1 n n ，產(chǎn)生這個臨界高度現(xiàn)象，是因為達(dá)到臨界高度時，軟土地 基中軟土開始腰服，產(chǎn)生塑性變形，所以產(chǎn)生沉降量開始突然增大，超過臨界贏度后， 4 緒論 圖1 - 3 砂墊層處理段沉降量與填土島度的關(guān)系( 軟土層厚2 6 - 4 0 米) 繼續(xù)進(jìn)行路堤填筑，土進(jìn)入了正常固結(jié)的壓縮狀態(tài)，軟土地基中軟土屈服，進(jìn)一步塑 性區(qū)域的開展擴(kuò)大，產(chǎn)生塑性流動，產(chǎn)生過大的沉降量，因此我們得出路堤筑臨界高 度的概念，本文所提路堤的填筑臨界高度概念是在天然軟土地基上，因為軟土地基經(jīng) 過不同的地基處理后，土層得到改善，考慮因素將更加復(fù)雜。而且軟基處理方法多種 多樣，無法一一考慮，故本文提出天然軟土地基的路堤填筑臨界高度；在天然軟土地 基上路堤填筑過程中，地基不發(fā)生沉降量突然增大和失穩(wěn)破壞的所允許的最大路堤填 筑高度。 針對路堤施工期中出現(xiàn)的l | 缶界高度問題的研究，現(xiàn)根據(jù)已有文獻(xiàn)資料綜述一下國 內(nèi)外研究現(xiàn)狀及存在問題。在軟土地基上進(jìn)行路堤填筑過程中出現(xiàn)的臨界高度問題在 國內(nèi)也是近幾年來才開始被關(guān)注起來，原因是我國近二十年來才大力修建高速公路， 路堤填筑旌工中出現(xiàn)大量的穩(wěn)定和沉降的工程問題。國外對此問題研究較早，其中以 s l e r o u e i l 、f a t a v e n a s 對高速公路軟土地基路堤的性狀研究較為系統(tǒng)、全面，對出 現(xiàn)的臨界高度問題也做了相應(yīng)的研究。 國外研究臨界高度是學(xué)者h(yuǎn) o e g 引，對路堤填筑過程中出現(xiàn)臨界高度的原因認(rèn)為是 當(dāng)達(dá)到臨界高度時，地基土中施加的剪應(yīng)力達(dá)到土的不排水抗剪強度，土開始產(chǎn)生剪 切破壞而引起的。他在1 9 6 9 年用有限元法對s a i n t a l b a n c 斷面軟基2 5 m 深處進(jìn)行了 總應(yīng)力計算，根據(jù)c t l 儀器觀測到的孔壓，同時進(jìn)行有效應(yīng)力計算，得到如圖1 2 路堤填筑過程中總應(yīng)力路徑和有效應(yīng)力路徑，對達(dá)到臨界高度時地基土中施加的最大 剪應(yīng)力和不排水抗剪強度進(jìn)行了比較分析，由于應(yīng)力路徑與泊松比v 有關(guān)，應(yīng)力路徑 的起點受土的初始剪應(yīng)力水平硒的影響。所以對盯o 、y 不同假定一分析應(yīng)力路徑， 當(dāng)達(dá)到臨界高度時，孔壓出現(xiàn)了不連續(xù)性時ko 、v 不同假定計算得到的最大剪應(yīng)力 和不排水抗剪強度比較，發(fā)現(xiàn)：( 1 ) 茁0 = 1 0 、y = 0 5 時，最大剪應(yīng)力 緒論 ( oi - 02 ) 2 、( o1 - 。2 ) 2 的值比十字板試驗( s i t uv a l l e t e s t ) 測定的不排水抗剪強 度c u 稍小點，相箍也在允許范圍內(nèi)；( 2 ) 耵o = 1 0 、1 = o 3 時，最大剪應(yīng)力( 。，o 2 ) 2 、( oi 一。2 ) 2 的值院平麗應(yīng)交試驗( p l a n es t r a i nt e s t ) 測定的不排永抗剪強度 島稍??；( 3 ) 甜。司，5 、v = 0 3 時，疆大剪應(yīng)力( 0 1 。2 ) 2 、( o i 7 o2 妮的值在不 綹承三轆試驗( c l u t r i a x i a it e s t ) 瀑l 定戇不攤東撬剪強震c u 藏匿蠹。達(dá)到漆器毒液時， 其最大剪應(yīng)力秘不撼水抗剪強度比較吻會。戤此h o e g 提出了一個礁定l 瞄爨裹度憋方 法：即土層地基中旗加的剪應(yīng)力達(dá)到土的不排水抗剪強度，開娥產(chǎn)生剪切破壞時的 路堤商度為臨界高度。但這個方法確定臨界贏度存在很大問題：1 這樣求褥的臨界 商度與土的初始剪應(yīng)力水平ro 、泊松比1 和不排水抗剪強度c u 有關(guān)。盯o 、v 不好確 定，而c u 與試驗方法等有關(guān)，使的求路堤臨界高度相當(dāng)困難。2 通過符o 、礦不同假 01 02 03 04 05 0 l p c i 一 i 8 07 08 09 0i 0 0 ( j + 盯：) 2 和( 盯，+ 拶3 ) ，2k p a 幽i - 4 路堤填筑期s a i n t - a l b a n c 斷面中心線 25 m 深處 總應(yīng)力路徑和有效贏力路徑示意國 定，闞一叛囂算爨竣l 瞧霧裹度馕變化波動很大。曾對s a i n t - a l b a n c 叛瑟進(jìn)行了峻要裹 度計輿：如假定：盯o = 0 5 、v = o 3 ，十字板試驗測定，得出l 瞞界高度值為2 1 m ：假定 十字板試驗測定c t j ，那么相應(yīng)的臨界高度為1 0 m ，當(dāng)假定j ro = 1 0 、v = o s ，用c i u 溺定c u ，鄢么得到蔚稿界高度楚越過4 0 m 。3 + 在1 9 6 9 年有學(xué)者根據(jù)h o e g 提出熬方 法對a s r u m l 。a s r t u n 2 的叛藕計冀的烽爨褒度與實測資燃分掇懿峻爨贏疫不德e 因此，當(dāng)?shù)鼗林惺┘拥募魬?yīng)力達(dá)到土的不排水抗翦強度，土將會產(chǎn)生剪切破壞 的路堤高度為臨界高度這個假定也受到質(zhì)疑。后來有學(xué)者分析認(rèn)為路堤填筑到臨界高 度時，沉降量開始發(fā)生突然增大的琢困并不蔻因為縫基中藏糯靜剪應(yīng)力達(dá)至主懿不簿 承l(wèi) 殼剪強度，產(chǎn)生剪切破蟋囂弓l 起的，露是棗于路堤的加載，g l 起敬地基中的土 的應(yīng)力狀態(tài)g n t 屈服狀態(tài)，s a l l f o r s 在1 9 7 5 年提出了一個比較可靠的建議p 1 ，認(rèn)為 p 。是一個土的屈服狀態(tài)面的一個特殊點，對s a i n t a l b a n c 斷面軟基2 5 m 深處計算分 弘躺躺強坶0 0 緒論 撰，發(fā)瑰達(dá)到臨界矗度時軟地基中2 ，5 m 深處呸向有效力值o ，。i t 。p 。，此時的路堤 填筑高度與實潮沉降資料中分輯得到靜狡舞高度非常黲致。 o pop。po ( o l + a2 ) 2 國1 5y l i g h t 模型對s a i n t - a l b a n 試驗蹲堤f 靜有效霞力路徑麴累慧性撼述 t a b e n a sa n dl e r o u c i l f 5 1 在1 9 7 7 引用r o s c o e 提出的燎界狀態(tài)這些概念和臨 界襖態(tài)面的初始稽服面軌逡y 。提出了考慮地溪年代和應(yīng)力歷史豹y l g h t 模型( 見 圈1 4 ) ，很好的解釋了路麓填筑過程中較建整在稿界蕊賽藩屠豹交訖。在路堤壤筑 過程中，填土高度小于臨界高度時，其有效應(yīng)力路徑沿o pr 鞋葑線，如圖1 - 5 ，達(dá)到 臨界高度時，有效應(yīng)力路徑達(dá)到屈服面上p 點，超過臨界高度后，繼續(xù)進(jìn)行路凝填 筑，則有效應(yīng)力路徑沿著屈服面上p f ，達(dá)到破壞線上f 點；圖1 - 5 則使因為填 筑速率過快，軟采不及凰結(jié)秘強度增長，施加的剪切強度超過土體抗剪強度，發(fā)生 弱幫剪切破壞。l a c h e l l e 秘t a v e r t a s 4 1 在1 9 7 8 年通過3 1 個路堤斷面中心線下有效應(yīng) 力貉徑達(dá)到霪鼴疆土的點p ，對 ! o ，。與其楣應(yīng)款翦期固結(jié)壓力玟做了分板b e 較，發(fā) 蕊兩者之間有狠好的竊合：o c r 、 蝴 樁號德 處理計高度 莽黼度 u c n t du c m dk m m dk m r r d d k 1 9 + 0 9 0镕凝不處理4 1 42 4 0 2 oo 8 35 x - 2 0 + 8 8 0 路堤不處瑾 4 ，2 12 ，3 0 l 。91 5l7 k 2 l 2 4 0g 凝不處理4 8 62 - 3 08 。8o 92s k 2 1 + 7 8 0路堤不處理3 0 l1 8 06 41 827 k 2 2 + 0 6 0g 齷不處理2 6 61 4 04 50 332 k 2 2 + 2 4 0路堤不處理2 2 40 ，8 02 0o 237 k 2 2 7 7 5疑不簽理3 ，4 3l 。8 露5 。9o 。6l5 k 2 4 + 9 7 9 譬融基不處理 2 9 51 6 03 60 1 323 k 2 5 + 1 0 0g 齷不處理4 2 41 3 01 2 1 816 k 2 6 + 0 4 0 路堤不處理 2 8 11 5 01 40 3l3 k 2 6 + 8 8 0鼴疆不楚理4 ，5 01 ? 0 3l 。o2 l l k 2 3 + 0 7 0 路疆不處壤 3 0 31 4 0】，9o 723 汾k 2 5 + 6 0 0镕鼴不處理6 0 82 0 0i 24 921 6 k 2 8 + 0 8 0口讎不處理3 6 72 1 0 1 s1 9 11 0 灌 k 3 4 + 6 5 0 彗翳g不處理 5 ，5 7l ，o oo s3 52 5 k 3 5 + 1 0 0鼴疆不處理5 4 32 。0 0 0 91 229 線 k 3 7 + 6 5 0路堤不處理4 4 03 9 00 67 61 32 0 k 4 2 + 5 4 0 路堤 不處理3 9 81 0 01 03 231 4 平均值 2 61 82 68 2 表2 2 是1 8 令斷瑟靜藏蕤壤筑薤工期溺平均壤筑速率窩平穩(wěn)浚洚速率疆賽舞愛蘸 后變化比較。 注： u 。、u ：分別為臨界商度前后的平均路堤填筑速零；k 、分別為臨界高度前 焉的平均滾跨遮率。 2 濱海相軟土路基填筑期的臨界高腹分析 飄表2 2 分析得出下列結(jié)論： 1 1 8 個斷面的統(tǒng)計總平均僵來看，臨界離度前的填筑速率“、平均約為2 6 c m d ， 臨界高度后的填筑速率u ：平均約為1 8 c r n d ；i 臨界高度前的沉降速率瓦平均約為 2 6 m m d ：臨界高度稻的沉降速率k 平均約為8 1 m m d 。 2 。一般壤筑速率影g 彝沉晦速率，填筑遮率越大，、況降遮率越大，但是峪爨裹度 對沉降速率存在很大影響：1 8 個斷面的統(tǒng)計總平均值來看，臨界高度后填筑速率u ，約 是臨界高度前的填筑速率0 6 9 倍，但是沉降速率k 怒k 的3 倍，說明稿界商度對沉 降速率影響是很大馳。 3 + 填筑邋率對沉降速率的影響稔序也存在臨界高度的影響。臨界高度前，填筑 速率對沉降速率的影響程度遨比臨爨高度后的影響稔度要小，也就楚說在臨界高度 前，填筑速率的快慢變化對沉降速率影晌不大，但是臨界高度后，填筑速率的快慢對 沉降速率的影響很大。 4 函詫在施工填筑對，在曬界離度前壤筑速率盡可以恢一點，在臨界蒿度后， 速率應(yīng)該控制，應(yīng)該采取先快后慢的填筑方式，而不怒采取先慢后快填筑方式，從表 中幾個對眈數(shù)據(jù)可戮囂整：采弼先法籍1 隧靜方法，可以看鑫籍疆填筑過程中，嵇界高 度前后的沉降速率基本上都能控制在沉降速率小于1 0 m m 晝夜，滿足公路軟土地基 鬻堤莰計與戇工按本篾范，當(dāng)采蘑寵愛磊浚瓣填筑方式，奩狡界離瘦螽靜璞筑速率 一般超過1o m m 晝夜，已經(jīng)不滿足規(guī)范要求。 2 。2 囅賽高度與側(cè)彝位移關(guān)系 在路堤填筑施工期中，由于路堤襁載的加裁，隨辮軟土地基中產(chǎn)生的豎向應(yīng)力、 永平應(yīng)力積剪應(yīng)力的增加和塑性區(qū)的開展，體產(chǎn)生了側(cè)向變形，反陂土體側(cè)向變形 的重要參數(shù)有泊松比v 和剪切模量g 。軟土地基的側(cè)向位移是定范圍內(nèi)土體側(cè)向變 形豹宏觀表現(xiàn)，并在施工期幫運行朝內(nèi)是長期存在。它豹影桷因素熄復(fù)雜麗綜臺的 ”4 1 ，如地層結(jié)構(gòu)、地旗的非彈性應(yīng)力應(yīng)變特征、地壤土的逑水性、填土的幾何形 獲、較主靜藏期國結(jié)蕊力、芬載應(yīng)力東平，壤主寬凄鞠軟主簿度靜 l 簸、填主速率幫 次序等。對軟濺的側(cè)向位移的現(xiàn)場測擻通常用側(cè)斜儀和邊樁等，可以獲得側(cè)向位移值 速深發(fā)瓣交億壤線、聚太弱囪位移懿大小褻發(fā)生位置、遣表鍘淘譴移幫隆起漬疆毆及 側(cè)向位移發(fā)生階段( 施工期和運營期) 的變化情況。一般規(guī)范要求【”】側(cè)斜管應(yīng)埋設(shè) 于建蘩主缽本平位移豹最大愛器，一般理設(shè)予臻堤透皺坡薤袋透溝土墨癸緣l ，o m 麥 右的位簧；邊樁一般埋設(shè)在兩側(cè)趾部，以及邊溝外緣以遠(yuǎn)l o m 的地方。側(cè)向變形的 動態(tài)怒路基穩(wěn)定與游動熬直接反映。了辮軟基剿囪變形魄基本狀況，熊客觀判叛軟基 穩(wěn)定性評價。 2 濱海相軟土路基填筑期的臨界高度分析 2 2 1 施工期臨界高度對側(cè)向位移曲線影響 2 2 1 1 施工期側(cè)向位移資料 由于論文依托工程汾灌、連徐線沒有進(jìn)行測斜，所以施工期側(cè)向位移資料表2 - 3 為滬寧高速昆山段 9 1 軟土地基的兩個斷面。 表2 - 3 兩個斷面施_ _ = 期側(cè)向位移資料 深度ma 斷面?zhèn)认蛭灰苖 m b 斷面?zhèn)认蛭灰苖 m 累訊耐問 6 6 d a y7 l d a y7 5 d a y8 2 d a y6 5 d a y7 l d a y7 6 d a y8 3 d a y 累黼1 9 0 m2 5 0 m3 7 9 m44 5 m1 9 0 m2 5 0 m3 7 9 m 4 4 5 m o4 31 5 92 0 22 4 64 31 5 92 0 22 46 41 0 81 8 13 8 35 7 11 081 8 13 8 35 72 52 2 43 3 38 5 3 1 0 272 2 4 3 3 38 5 21 0 2 7 62 8 24 4 51 0 931 4 602 8 24 4 81 0 921 4 61 73 2550 6“g 31 7 103 2 55 0 61 1 9 417 1 3 83 4 05 2 71 1 7 81 7 5 73 405 2 81 1 7 71 7 5 7 93 6 15 2o1 2 2 21 7 7 83 615 2o1 2 2 31 7 7 8 1 03 335 1 21 1 1 3 1 7 2 83 3 35 1 31 1 l _ 41 7 2 8 l l3 1 14 4 19 9 o1 6 1 33 1 14 4 19 9 01 6 1 2 1 23 1 14 3 49 3 31 4 7 53 1 14 3 49 3 31 4 7 5 1 32 0 23 2 56 9 41 2 4 32 0 23 2 56 9 41 2 4 ，3 1 41 522 3 94 9 29 9 o1 5 22 3 94 9 39 9 o 1 5l l61 8