季冻区路堑及路桥过渡段路堤边坡防冻融滑塌技术研究

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:galagala
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季节冻土边坡滑塌机理较复杂,由于缺少系统的理论研究和现场实测资料,边坡土体周期性的冻胀融沉作用,使得季节冻土区边坡发生周期性的反复滑塌,不仅造成了巨大的经济损失,也给线路工程带来了巨大的安全隐患。在充分研究国内外季节冻土区边坡治理的技术措施,发现在边坡形状、高度和地质条件一定的前提下,影响路堑边坡稳定性最重要的因素是大气温度、地下水的补给和迁移量及边坡冻胀融沉量。考虑上述影响因素,本文提出了采用水平排水管+保温板+拱形骨架的综合技术措施来防治路堑边坡滑塌,采用双向土工格栅来提高路桥过渡段路堤边坡的稳定性。本文对路堑边坡试验段的水平位移场、水分场、地下水位、温度场、冻胀融沉位移场及路桥过渡段路堤边坡的温度场、土工格栅上覆土压力、土工格栅的水平变形值和拉力值等,进行了两个冻融循环周期的现场原位监测,系统的研究了水平排水管+拱形骨架+保温板综合技术措施在提高季节冻土区边坡稳定性的工程效果。本文系统研究了土工格栅加固路桥过渡段路堤边坡的作用机理及土工格栅在季节冻土区冻结期和融沉期对路桥过渡段路堤边坡侧向变形的抑制作用和提高路堤边坡安全系数的效果。经过过两个冻融循环周期的现场原位测试和理论计算,得出了以下结论:1.水平排水管技术措施可以显著降低路堑边坡地下水位、边坡土体含水率和冻结期边坡土体水分迁移量。2.综合技术措施可以有效的减少边坡水平位移,无综合技术措施的边坡在经历第一个冻融循环周期后就发生了滑塌,而有综合技术措施的边坡在经历了两个冻融循环周期后仍然十分稳定。3.保温板可以有效的减小季节冻土区路堑边坡的最大冻结深度和推迟土体开始冻结的时间,也可以有效的减小边坡的冻胀融沉量。4.拱形骨架可以有效的防护路堑边坡坡面,经过拱形骨架处理的路堑边坡土体浅层裂缝的长度、宽度和深度比无拱形骨架技术措施边坡裂缝的长度、宽度和深度均大幅度减小。5.土工格栅可以有效的抑制路桥过渡段路堤边坡的侧向变形和提高过渡段路堤边坡的安全系数,并且受冻胀融沉作用影响较大,土工格栅冻结期的变形值和拉力值均大于融沉期的变形值和拉力值。在水平排水管+拱形骨架+保温板综合治理技术措施中,多层排水管技术疏导了地下水的排流,对边坡稳定起了主要作用,保温板降低了坡脚的冻结深度,减小了冻融病害的程度,对冻融坍滑有防治作用,拱形骨架对坡面土体的防护有益。土工格栅通过提供附加抗滑力矩,可以有效的抑制过渡段路堤边坡的侧向变形,提高过渡段路堤边坡的安全系数。本文提出的综合技术措施已经成功的应用到了哈大高铁路堑滑坡治理的实际工程中,并取得了良好的经济效益。
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