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软土在珠江三角洲分布广泛,由于其独特的地理位置与地质成因,形成了明显的区域性特征。区内软土主要包括淤泥、淤泥质土、泥炭等,具有孔隙比大、含水量高、压缩性大、强度低等工程性质。
软粘土的室内三轴不排水试验曲线和十字板转角一强度曲线具有类似的变化过程,并且都表现出明显的阶段性。基于软土的变形机理,将其变形破坏过程分为三个阶段。第一阶段软土结构基本保持良好,应力应变呈线性关系,主要是弹性变形;第二阶段软土颗粒滑移,结构塌陷,随着应力的增大,应变的速率加大,主要是塑性变形;第三阶段在应力增量不大的情况下,将发生较大的应变,因此进入了土体结构破坏阶段。
在软土路基的填筑过程中,受到干扰因素较多,路基边坡容易出现失稳问题。路基施工期失稳的主要原因是加载速率控制不当造成的,目前针对加载速率所提出的方法有经验值判定法、沉降S和侧向位移δh判别法、侧向位移系数判别法以及侧向位移速率判别法。然而在实际应用中,以上四种方法或者预测软土路基失稳时时效性欠佳,或者由于方法的假设而造成了应用的局限性。
软土地基由于渗透性很差,因而其不排水变形量在填土初期占主要部分。根据软粘土的三轴不排水试验结果显示:弹塑性变形的出现往往标志着土体处于极限状态,处于失稳的临界状态。因此,不排水沉降速率骤然增大的屈服段可以作为地基失稳的评判标志。
综上所述,本文提出一种基于沉降速率的软土路基稳定性评价方法,在提出该法的过程中,完成了以下几个任务:
(1)针对每级荷载作用下的当日不排水沉降量随机性较强的情况,对其进行一次累加处理,得到规律性较好的曲线。根据该曲线的特点,经过工程实践的分析,提出一种基于累计不排水沉降速率的软土路基稳定性评价方法。
(2)为便于现场应用,尝试以加载时的当日沉降量代替不排水沉降量进行预测,通过工程实例验证该观点的可行性。
(3)时效性强是软基稳定性判定的关键,通过对相同情况下实例中的应用,体现累计当日沉降量时效性明显优于其他方法的优点。针对经验值法,通过该法提出沉降速率过快路基并非一定失稳的观点。
(4)反观累计沉降量判稳方法中的判别准则,结合工程中所遇到的各种情况,指出其不妥之处,提出以累计加载时的半日沉降量验证的观点,从而形成一个比较成熟的稳定性判别方法。
(5)建立累计沉降量法应用框架,与工程的加载、判稳过程紧密结合,使该法在应用中简易可行,进而达到了工程中信息化施工的目的。本文所提出的方法,为软土路基稳定性判别提出了新的思路,即对现场监测中所取得的沉降速率进行累计分析,经多次验证与应用,得到一个比较成熟的路基稳定性判别方法。该法所需资料便于获取,分析方法简单直观,便于在工程实践中推广应用。