【摘 要】
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重力式挡土墙多采用石材或混凝土修筑而成,且这些材料都来自对自然资源的开采,会对环境造成一定影响和破坏。此外,在我国四川、重庆等很多地区,由于降雨量丰富存在大量工程性质较差的过湿土,这类土壤在工程上常被当作弃方处理。如果能将这些弃土加以处理并有效利用,使之成为具有较好工程性能的工程用土,将大量节省砂、石等材料的使用,减少对自然资源的开采,更好地节约资源、保护环境,有利于生态社会的可持续发展。本文利用
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重力式挡土墙多采用石材或混凝土修筑而成,且这些材料都来自对自然资源的开采,会对环境造成一定影响和破坏。此外,在我国四川、重庆等很多地区,由于降雨量丰富存在大量工程性质较差的过湿土,这类土壤在工程上常被当作弃方处理。如果能将这些弃土加以处理并有效利用,使之成为具有较好工程性能的工程用土,将大量节省砂、石等材料的使用,减少对自然资源的开采,更好地节约资源、保护环境,有利于生态社会的可持续发展。本文利用西南科技大学自主研发的土壤减水粉剂和土壤稳定液剂以及部分水泥对土体进行改良,将处理后的土壤(稳定固化土)用于修筑重力式挡土墙,利用室内试验和数值模拟对其承载特性进行研究,主要结论如下:(1)通过室内土工试验研究发现,现场所取土样为粉质粘土,土壤含水率较高、水稳定性较差、级配不良且粗粒组颗粒比较缺乏,不宜直接作为工程土体使用。(2)当在土壤中掺入2%土壤稳定液剂时,土壤的抗水化性能得到明显改善。土壤减水粉剂可以降低土壤的含水率,提高土体的最大干密度和力学性能。在土壤中加入水泥,利用水泥凝结硬化形成的强度骨架提供的侧向限制环境可改善土体级配不良的问题,进一步提高土体的无侧限抗压强度和抗剪强度。(3)稳定固化土重力式挡土墙对边坡的支护效果较好,可以提高被支护坡体的承载能力,较好地约束坡体变形,经分层击实修筑后,其整体性较好。当挡土墙宽度增加时,被支护坡体的承载能力增幅明显,坡顶承受相同竖向均布荷载时的竖向沉降和水平位移均有不同程度减小,坡体的稳定性得到了提高。(4)通过数值模拟结果发现,随着挡土墙宽度不断增加,坡体的安全系数增长幅度越来越小。当挡土墙宽度为0.33H时,坡体的安全系数约为无支护天然土坡的2倍;当挡土墙宽度为0.58H时,坡体的安全系数约为无支护天然土坡的3倍;当宽度增加到0.67H时,坡体的安全系数基本保持不变。因此,固化土挡土墙墙体最大宽度不宜超过0.6H,推荐宽度为0.3~0.5H。(5)模拟结果表明,坡体的滑裂面是从均布荷载的前后边缘开始出现裂缝,逐渐向挡土墙墙趾延伸。对比模型试验工况三,数值模拟计算得到的各项数据与模型试验结果比较接近,说明数值模拟结果较为合理。数值模拟最大水平位移出现在距墙底5/6H~H处,与模型试验结果基本一致;数值模拟墙后最大侧向土压力出现在墙趾处,而模型试验出现在距离墙底1/3H处,二者略有不同,可能是因为模型试验持载时间不够长,应力还未完全传递至挡土墙底部。
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