滲透作用下路基邊坡土體力學(xué)參數(shù)測(cè)定

1、滲透作用下路基邊坡土體力學(xué)參數(shù)測(cè)定中圖分類號(hào)：tu文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：a文章編號(hào)：1007-0745 (2013) 01-0178-01摘要：針對(duì)路基土體穩(wěn)定滲透的特點(diǎn)，以滲透條件下確 定路基土體的抗剪強(qiáng)度參數(shù)為目的，通過摩爾-庫(kù)倫有效應(yīng) 力原理和工程參數(shù)折減技術(shù)，借用正交理論得到了有效應(yīng)力 的抗剪強(qiáng)度參數(shù)計(jì)算式，結(jié)合土體抗剪試驗(yàn)，得到了土體的 抗剪強(qiáng)度參數(shù)的計(jì)算圖示。研究成果對(duì)土體結(jié)構(gòu)的變形特性 和穩(wěn)定性分析提供指導(dǎo)。關(guān)鍵詞：路基土體滲透力學(xué)參數(shù)正交試驗(yàn)路基邊坡介質(zhì)主要由土體材料組成，邊坡巖土體的破壞 主要表現(xiàn)為拉伸破壞和剪切破壞，其主要受兩方面的影響， 即內(nèi)在條件和外部觸發(fā)因素。內(nèi)在條件主要包括邊

2、坡巖土體 結(jié)構(gòu)、巖性、地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)和地應(yīng)力等， 是巖土體破壞發(fā)生的基本物質(zhì)條件；外部觸發(fā)因素主要包括 自重、降雨、穩(wěn)定變化、地震、外部荷載、邊坡開挖和人工 爆破等。由于巖土體工程的復(fù)雜性，各種工程計(jì)算和科學(xué)研 究都依賴試驗(yàn)：包括常規(guī)的物理力學(xué)參數(shù)試驗(yàn)、化學(xué)分析試 驗(yàn)、滲流時(shí)效試驗(yàn)等。其中滲透作用下土體力學(xué)參數(shù)的確定 是任何計(jì)算和分析所必備的參量13。1、路基邊坡土體的滲透特性1.1滲透系數(shù)土體孔隙中的自由水在重力作用下會(huì)產(chǎn)生流動(dòng)，土體被 水滲過的性質(zhì)稱為土的滲透特性。在計(jì)算地基沉降的速率和 地下水涌量時(shí)都需要土的滲透性指標(biāo)。水點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡稱為 流線。如果流線互不相交，則水的運(yùn)動(dòng)

3、稱為層流；如果流線 相交，水中發(fā)生局部旋渦，破壞了水的規(guī)律性，則稱為紊流。圖1滲透系數(shù)的測(cè)定圖中水在土中的滲流屬于層流情況，其滲透系數(shù)如下：(1)1. 2滲透力滲透力j是滲流對(duì)單位土體的作用力，是一種體積力， 其大小與水力坡降成正比，作用方向與滲流方向一致。2、滲透條件下路基邊坡土體抗剪參數(shù)確定2. 1有效應(yīng)力作用下的抗剪強(qiáng)度參數(shù)依據(jù)mohr-coulomb強(qiáng)度準(zhǔn)則，在有效應(yīng)力條件下，巖 土體的力學(xué)參數(shù)主要有兩個(gè)：粘結(jié)力c和內(nèi)摩擦角，將此 兩個(gè)參數(shù)作為正交試驗(yàn)的兩個(gè)因素4。在庫(kù)侖定律(f二tan)中，由于未知數(shù)只有兩個(gè)f和 c,而方程有四個(gè)，因此可考慮在方程兩邊同時(shí)乘以a矩陣 的轉(zhuǎn)置矩陣，即可

4、求解出f和c。解得: f= (4z o i t i-z o i z t i) /4z o i2- ( z a i)2 (2)c= (z o i2 z t-oizoiti) /4z o 12-(刀 o i) 2(3)經(jīng)過數(shù)據(jù)處理得到如表3-4所示的結(jié)果。2.2抗剪參數(shù)的工程處理土體物理力學(xué)性質(zhì)是隨著其生成條件及存在環(huán)境而改 變的，即使在同一城市的不同地點(diǎn)，同一土層的參數(shù)也不可 能完全一樣，因此每一工程在進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)都面臨著土體 參數(shù)的選擇問題，而參數(shù)選擇的恰當(dāng)與否對(duì)計(jì)算結(jié)果又有很 大影響5。2.3抗剪強(qiáng)度參數(shù)的確定表1現(xiàn)場(chǎng)直剪實(shí)驗(yàn)記錄表注：c=l. 6kpa/0. 01mm t f=c r (a0=30. 0cm2)c 量力環(huán)率定系數(shù)(kpa/0.01mm) tf剪應(yīng)力(kpa)圖2 o-t關(guān)系圖(單位：kpa)3、結(jié)語(yǔ)滲透特性對(duì)路基土體的抗剪強(qiáng)度產(chǎn)生重要影響，通過摩 爾-庫(kù)倫定律和參數(shù)處理技術(shù)得到了有效應(yīng)力作用下土體抗 剪強(qiáng)度參數(shù)的正交計(jì)算式和工程圖示，這對(duì)路基土體工程穩(wěn) 定性分析提供了重要保證。參考文獻(xiàn):1 周福田土工試驗(yàn)及地基承載力檢測(cè)m北京：人民 交通出版社，2000, 3.2 土質(zhì)與土力學(xué)m.北京：人民交通出版社，2006, 63 黃書嶺，馮夏庭，黃小華，等巖土流變數(shù)值中一些問題的探討j巖土力學(xué)，2008