论文部分内容阅读
摘要：以新旧结合路堤为对象，分析了不同地基环境条件、旧路基坡度、新路基宽度等不同组合情况下，新旧结合路堤的整体稳定性与沉降变形规律，弄清了新旧结合路堤工况下沉降变形的敏感部位，得到了影响新旧结合路堤稳定性及其沉降变形的主要因素，为新旧结合路堤的稳定性和沉降设计提供技术支撑。
关键词： 新旧结合路基 稳定性 沉降变形
1 前言
随着我国高等级公路建设高潮的来临，会越来越多地遇到路基拓宽及新旧路基等工程实际问题，这也是我国近几年来才遇到的新问题，而对于这些问题，目前在设计与施工中还存在一些技术问题需要研究解决。同时，对于这类新旧路基结合工程而言，路基失稳和不协调变形是其两种病害，因此，本文针对这两种主要病害，以广东汕梅高速公路莲花山隧道出口新旧结合路基为依托工程，通过数值模拟和离心模型试验及依托工程现场观测等方法，着重分析不同条件下，新旧结合路基的稳定性与沉降变形规律，为高等级公路的拓宽修建提供可靠的技术支撑。
2 新旧结合路基稳定性与沉降变形的数值分析
2.1 数值分析方法简介
路堤的破坏与变形是相互关联的。目前，用于计算路堤稳定性的极限平衡法以及用于计算沉降的分层总和法难以将两者有机地结合起来。以有限单元法为基础的数值分析方法，不但满足力的平衡条件，而且考虑了材料的基本应力应变关系，使得计算结果更加精确合理，并且能较全面地分析各种情况下、不同路堤填筑时刻所处的变形及破坏状态，是寻求路堤变形破坏规律、合理加固处治层位、指导实际施工的良好手段。
应用有限单元法计算边坡的稳定系数，是基于强度折减法（Phi－C Reduce）来进行的。该方法在求解稳定系数时，不需要假定滑动面的形状的位置，也无需进行条分，而是由程序自动求出滑动面，滑动破坏“自然地”发生在岩土体抗剪强度不能承受其受到的剪切应力的区域。有限单元法在理论体系上更为严格，它全面满足了静力许可、应变相容、及土体的非线性应力—应变关系，可以采用不同的岩土体本构关系，模拟并计算结构复杂的各种岩土边坡稳定性，而传统条分法的一些假定和简化条件使得方法的严密性受到较大的限制。
所谓强度折减，就是在弹塑性有限单元计算中将岩土体抗剪强度参数（C、）逐渐折减降低，直到使系统达到不稳定状态，有限单元静力计算将不收敛，即边坡发生破坏为止，并自动根据其弹塑性计算结果得到破坏滑动面，此时的折减系数就是边坡的稳定系数。
2.2 基本假定及计算参数
由于新旧路基结合问题的影响因素比较复杂，作为规律分析，特做出如下假定以简化计算：
（1）按照平面应变问题进行考虑，进行二维有限元分析；
（2）旧路基及其地基的初始应力场由旧路基及地基的自重荷载产生；
（3）新路堤分层填筑，以设定的速率填筑至设定高度；
（4）为增强路堤的整体稳定性，往往在旧路基上设置台阶，计算时假定新路基填土和旧地基土完全连续。
由于主要目的是分析路堤稳定与沉降变形的规律，因而对于本构关系的选择可采用常用的理想弹塑性本构模型，土体的破坏采用Mohr-Coulomb强度准则。
Mohr-Coulomb破坏准则为：
（1）
式中，C和分别为土的粘聚力和内摩擦角。
原始模型如图1所示。以该原型为基础，分析时通过改变路基高度及新路基宽度，分析新旧结合路基的稳定性与沉降变形规律。
图1平坦地基上结合路基分析断面模型
根据依托工程（汕梅高速公路莲花山隧道梅州端左线k90+475～k90+635联接线段）所提供的《岩土工程勘察报告》中的室内试验资料，计算参数取表1所示。
表1计算参数
2.3计算分析结果
2.3.1新旧结合路基变形及破坏的发生发展规律
由于旧路基填筑完成时间较早，经过一段时间的通车运营后其沉降变形已趋于稳定，当新路基开始填筑时，因其产生附加应力的作用，整个路基从填筑开始即发生相应的变形。不同的结构情况，其位移场及塑性区的发生发展规律不尽相同。
以图1所示的平坦地基上的新旧结合路基为原型，本文对旧路基填筑完成并通车一年后，新旧结合路基的变形与破坏随填筑过程的发展规律进行了数值模拟分析，分析结果显示：在新路基填筑的开始阶段，塑性区主要位于旧路基内靠近新路基一侧（左侧），随着新路基填筑高度的增加，塑性区逐渐向旧路基坡顶及旧路基右侧发展；另外，从位移场的发展情况来看，随着新路基填筑高度的增加，旧路基顶部的最大沉降值逐渐增大，但其差异沉降值呈现先减小后增大的趋势，同时，旧路基顶部最大沉降变形也随新路基填筑高度的增加而增大，且新填筑路基在旧路基内所产生的附加应力对旧路基左侧作用明显，表现为该侧旧路基沉降变形相对较大，从而使旧路基顶部的差异沉降也有大幅度的增加。
2.3.2 平坦地基上结合路基稳定性与沉降变形规律
本文分以下几种情况对平坦地基上新旧结合路基的稳定性与沉降变形规律进行了全面分析：
⑴ 不同路堤填筑高度情况
本文以新旧路基坡比为1:1.5，路堤高度分别为10m、15m、20m、25m为例，对旧路基填筑完成并通车一年后新旧结合路基的整体稳定性及其沉降规律进行了模拟分析，分析结果如表2所示。
表2 不同路基高度新旧结合路基沉降与稳定性
（注：表中沉降数据为填筑完成时的瞬时沉降值）
由表2中的分析结果可以看出，就本文的计算模型而言，随着填筑高度的增大，新旧结合路基的整体稳定性有所降低，且降低幅度较大，但是，即使在路基填筑高度增加至25m时，其稳定系数也高达1.370，足以保证整體路基的整体稳定；另外，随路基高度的增加，旧路基顶面的沉降变形及差异沉降均随之增大，新路基顶面的沉降也随之增大；对于路基的沉降变形，当路基高度较低时，新路基的填筑在旧路基内产生的附加应力使旧路基右侧的竖直向变形具有上升趋势。
⑵ 新路基不同填筑宽度情况
设路基填筑高度H=20m，路基边坡坡率为1:1.5时，本文模拟分析了新路基填筑宽度分别为5m、8m和12m时新旧结合路基的稳定性与沉降变形规律，结果如表3所示。
从表3中的分析结果可知，新旧结合路基中，随着填筑高度的增大，旧路基顶面的最大沉降变形减小，对新填路基而言，其顶面的差异沉降随新路基宽度的增加而有较大幅度的增大；对结合路基的稳定性而言，随新路基宽度的增加，新旧结合路基的稳定性有所降低。
表3不同新路基填筑宽度时结合路基沉降与稳定性
（注：表中沉降数据为填筑完成时的瞬时沉降值）
⑶ 新相路基不同边坡坡率情况
同样以前面的模型为例，通过变化路基边坡的坡率（分别为1:1.0、1:1.25、1:1.5和1:1.75），分析其稳定性与沉降变形规律，结果如表4所示。
表4 不同边坡比例路堤的沉降变形与稳定性
（注：表中沉降数据为填筑完成时的瞬时沉降值）
从表4中的分析结果可以看出，对于沉降变形，随着路基边坡坡率的放缓，堤顶最大沉降值及差异沉降值均呈减小趋势，但差异沉降减小地相对较慢，且旧路基顶部的差异沉降值均大于其最大沉降值。对于路堤的稳定而言，边坡越陡，其稳定性越差。但是，即使新旧路堤边坡的坡率为1:1，其稳定性系数（＝1.196）也可以保证整体路基的整体稳定，因此，对于此类新旧结合路基而言，当路基边坡不是很陡时，不存在整体稳定性问题，其主要病害来自于因新路基的填筑而产生的不均匀沉降。
⑷ 不同地基土层厚度情况
平坦地基上进行新旧路基结合工程，新旧路基的稳定性及沉降也可能与地基土层厚度有一定的关系。为了分析不同地基土层厚度对新旧结合路基稳定性及沉降的关系，本文对新路基宽度b=5m，地基土层厚度分别为0m、5m、10m、15m等不同条件下的结合路基进行了模拟分析，结果如表5所示。
表5 不同地基土层厚度时结合路基的沉降变形与稳定性
（注：表中沉降数据为填筑完成时的瞬时沉降值）
从表5中结果可以看出，对于沉降变形，随着地基土层厚度的增加，新、旧路堤堤顶的最大沉降及差异沉降均随之增大，而稳定性略有降低，但其值均较小，说明地基土层厚度对新旧结合路堤的稳定及沉降影响不是特别显著。但当采用较弱的地基土参数时，不仅会使新旧结合路堤的沉降有较大增加，而且地基土层厚度对结合路堤稳定性及沉降的影响程度会随之增加。
2.3.3 斜坡地基上结合路基稳定性与沉降变形规律
工程实际中，常常会遇到在斜坡地基条件下进行新旧结合路基工程的填筑问题，下面分岩质斜坡地基和土质斜坡地基两种情况对这种斜坡地基条件下的新旧结合路基情况进行分析：设斜坡地基的坡比为1:3，旧路堤顶面宽度B=20m，新填路堤顶面宽度b=5m。两种条件下分析结果如表6所示。
表6不同斜坡地基条件下沉降与稳定性
由表6中结果可以看出，岩质斜坡地基条件下，新旧结合路基的沉降变形及稳定性均要优于土质斜坡地基情况。和前面平坦地基条件下的新旧结合路基分析结果相比，岩质斜坡地基条件下的整体稳定性略高于平坦土质地基条件下的路堤整体稳定性，而土质斜坡地基条件下的整體稳定性则略低于平坦土质地基条件下的路堤整体稳定性。而两种斜坡地基条件下的路堤沉降均低于平坦地基条件下的沉降变形值。
2.3.4 新旧路基接触情况对其整体稳定性及沉降的影响
上面的分析是假定新旧路基间接触完好时的情况，而在实际施工中，很难做到使两都很好的接触，因而会在新旧路基之间形成一个薄弱带。虽然目前人们已经意识到了这一问题，并采取了开挖台阶等措施，但由于施工的原因，压路机具很难达到台阶底部，从而无法对结合部位很好的压实。另外，实际也有可能会出现新旧路基采用不同填料，不同填料间由于性质的差异无法成为一个整体，从而在结合面部位形成类似结构面的薄弱带，新旧路基结合面薄弱带的存在会对结合路堤的整体稳定性及沉降变形产生一定的影响。本文采用数值模拟的方法对新旧路堤结合部存在薄弱带的情况进行分析。平坦地基上结合路基的分析结果如表7所示，岩质斜坡地基上结合路基的分析结果如表8所示。
表7 考虑接触时平坦地基上结合路基沉降变形与稳定性
表8 考虑接触时岩质斜坡地基上结合路基沉降变形与稳定
由上面分析结果可以看出，对于平坦地基上的结合路基而言，考虑接触面与否对旧路堤的沉降影响不大，但对于新填路堤来说，当考虑结合部的薄弱接触时，会使新路堤的最大沉降变形增加很大；对于新旧结合路堤的整体稳定性，当考虑结合部的薄弱接触带时，其稳定性系数有所下降，且这时的最大可能滑动面不再为穿过旧路堤内部的圆弧滑动面，而可能是沿新旧路堤结合部位的折线型滑动。而对于岩质斜坡地基上的新旧结合路基而言，当在上部填筑新路基时，若填筑时新路基与地基未能很好地结合而存在一个薄弱带时，特别是在降雨入渗后，该结合薄弱带会形成一个水的富集区，强度降低，变形增大，上部新填筑路基将会对原旧路堤产生一定的推力作用，从而使路基的整体稳定降低。
对于土质斜坡地基同样存在类似现象，而且当旧路基上部填筑的新路基与原土质斜坡地基结合欠良好时，对结合路基整体稳定性的降低更为严重。
由此可知，当新旧结合路基在实际工程施工中，结合部位的接触良好程度对路堤的整体性能（包括沉降变形和整体稳定性）有较大影响，因此，在实际工程的设计和施工中，应尽可能使新旧路堤间达到良好的结合，特别是在斜坡地基的上部填筑新路基时，应充分做好防排水措施，以避免水对路基的影响。
3 新旧结合路基稳定性与沉降变形性状的离心模型试验
上面以数值分析为主要手段，全面分析了不同条件下新旧结合路基的沉降与稳定性规律。为了验证分析结果的正确性，本文还采用离心模型试验的方法，结合上面数值分析的模型尺寸，建立相似模型，对上述分析结果的可靠性和准确性进行了验证。
根据试验目的，本文制作了多个模型，分别在100g加速度下稳定运行80min后（相当于现实中的1.5年），认为原斜坡地基或旧路基已固结完毕，再按新路基的设计压实度分层填筑新路堤后再削坡，新路基填筑完成后在100g加速度下又运动了80min。
通过不同模型所进行的离心模型试验，并对其试验结果进行分析可知，不同旧路基条件下填筑新路基的变形规律与前面数值分析所得的变形规律是一致的，因此可说明前面数值分析结果是可靠和准确的。
4 结语
本文首先通过数值分析的方法，全面而系统地分析了不同地基条件下新旧结合路基的稳定性与沉降变形规律，并通过离心模型试验对数值分析结果进行了试验验证，两者所得结果一致。
参考文献：
1 龚晓南. 高等土力学. 杭州：浙江大学出版社，1996
2 章根德. 土的本构模型及其工程应用. 北京：科学出版社，1995
3 徐光明，章为民. 离心模型中的粒径效应与边界效应研究. 岩土工程学报,Vol.18,No.3,1996
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
关键词： 新旧结合路基 稳定性 沉降变形
1 前言
随着我国高等级公路建设高潮的来临，会越来越多地遇到路基拓宽及新旧路基等工程实际问题，这也是我国近几年来才遇到的新问题，而对于这些问题，目前在设计与施工中还存在一些技术问题需要研究解决。同时，对于这类新旧路基结合工程而言，路基失稳和不协调变形是其两种病害，因此，本文针对这两种主要病害，以广东汕梅高速公路莲花山隧道出口新旧结合路基为依托工程，通过数值模拟和离心模型试验及依托工程现场观测等方法，着重分析不同条件下，新旧结合路基的稳定性与沉降变形规律，为高等级公路的拓宽修建提供可靠的技术支撑。
2 新旧结合路基稳定性与沉降变形的数值分析
2.1 数值分析方法简介
路堤的破坏与变形是相互关联的。目前，用于计算路堤稳定性的极限平衡法以及用于计算沉降的分层总和法难以将两者有机地结合起来。以有限单元法为基础的数值分析方法，不但满足力的平衡条件，而且考虑了材料的基本应力应变关系，使得计算结果更加精确合理，并且能较全面地分析各种情况下、不同路堤填筑时刻所处的变形及破坏状态，是寻求路堤变形破坏规律、合理加固处治层位、指导实际施工的良好手段。
应用有限单元法计算边坡的稳定系数，是基于强度折减法（Phi－C Reduce）来进行的。该方法在求解稳定系数时，不需要假定滑动面的形状的位置，也无需进行条分，而是由程序自动求出滑动面，滑动破坏“自然地”发生在岩土体抗剪强度不能承受其受到的剪切应力的区域。有限单元法在理论体系上更为严格，它全面满足了静力许可、应变相容、及土体的非线性应力—应变关系，可以采用不同的岩土体本构关系，模拟并计算结构复杂的各种岩土边坡稳定性，而传统条分法的一些假定和简化条件使得方法的严密性受到较大的限制。
所谓强度折减，就是在弹塑性有限单元计算中将岩土体抗剪强度参数（C、）逐渐折减降低，直到使系统达到不稳定状态，有限单元静力计算将不收敛，即边坡发生破坏为止，并自动根据其弹塑性计算结果得到破坏滑动面，此时的折减系数就是边坡的稳定系数。
2.2 基本假定及计算参数
由于新旧路基结合问题的影响因素比较复杂，作为规律分析，特做出如下假定以简化计算：
（1）按照平面应变问题进行考虑，进行二维有限元分析；
（2）旧路基及其地基的初始应力场由旧路基及地基的自重荷载产生；
（3）新路堤分层填筑，以设定的速率填筑至设定高度；
（4）为增强路堤的整体稳定性，往往在旧路基上设置台阶，计算时假定新路基填土和旧地基土完全连续。
由于主要目的是分析路堤稳定与沉降变形的规律，因而对于本构关系的选择可采用常用的理想弹塑性本构模型，土体的破坏采用Mohr-Coulomb强度准则。
Mohr-Coulomb破坏准则为：
（1）
式中，C和分别为土的粘聚力和内摩擦角。
原始模型如图1所示。以该原型为基础，分析时通过改变路基高度及新路基宽度，分析新旧结合路基的稳定性与沉降变形规律。
图1平坦地基上结合路基分析断面模型
根据依托工程（汕梅高速公路莲花山隧道梅州端左线k90+475～k90+635联接线段）所提供的《岩土工程勘察报告》中的室内试验资料，计算参数取表1所示。
表1计算参数
2.3计算分析结果
2.3.1新旧结合路基变形及破坏的发生发展规律
由于旧路基填筑完成时间较早，经过一段时间的通车运营后其沉降变形已趋于稳定，当新路基开始填筑时，因其产生附加应力的作用，整个路基从填筑开始即发生相应的变形。不同的结构情况，其位移场及塑性区的发生发展规律不尽相同。
以图1所示的平坦地基上的新旧结合路基为原型，本文对旧路基填筑完成并通车一年后，新旧结合路基的变形与破坏随填筑过程的发展规律进行了数值模拟分析，分析结果显示：在新路基填筑的开始阶段，塑性区主要位于旧路基内靠近新路基一侧（左侧），随着新路基填筑高度的增加，塑性区逐渐向旧路基坡顶及旧路基右侧发展；另外，从位移场的发展情况来看，随着新路基填筑高度的增加，旧路基顶部的最大沉降值逐渐增大，但其差异沉降值呈现先减小后增大的趋势，同时，旧路基顶部最大沉降变形也随新路基填筑高度的增加而增大，且新填筑路基在旧路基内所产生的附加应力对旧路基左侧作用明显，表现为该侧旧路基沉降变形相对较大，从而使旧路基顶部的差异沉降也有大幅度的增加。
2.3.2 平坦地基上结合路基稳定性与沉降变形规律
本文分以下几种情况对平坦地基上新旧结合路基的稳定性与沉降变形规律进行了全面分析：
⑴ 不同路堤填筑高度情况
本文以新旧路基坡比为1:1.5，路堤高度分别为10m、15m、20m、25m为例，对旧路基填筑完成并通车一年后新旧结合路基的整体稳定性及其沉降规律进行了模拟分析，分析结果如表2所示。
表2 不同路基高度新旧结合路基沉降与稳定性
（注：表中沉降数据为填筑完成时的瞬时沉降值）
由表2中的分析结果可以看出，就本文的计算模型而言，随着填筑高度的增大，新旧结合路基的整体稳定性有所降低，且降低幅度较大，但是，即使在路基填筑高度增加至25m时，其稳定系数也高达1.370，足以保证整體路基的整体稳定；另外，随路基高度的增加，旧路基顶面的沉降变形及差异沉降均随之增大，新路基顶面的沉降也随之增大；对于路基的沉降变形，当路基高度较低时，新路基的填筑在旧路基内产生的附加应力使旧路基右侧的竖直向变形具有上升趋势。
⑵ 新路基不同填筑宽度情况
设路基填筑高度H=20m，路基边坡坡率为1:1.5时，本文模拟分析了新路基填筑宽度分别为5m、8m和12m时新旧结合路基的稳定性与沉降变形规律，结果如表3所示。
从表3中的分析结果可知，新旧结合路基中，随着填筑高度的增大，旧路基顶面的最大沉降变形减小，对新填路基而言，其顶面的差异沉降随新路基宽度的增加而有较大幅度的增大；对结合路基的稳定性而言，随新路基宽度的增加，新旧结合路基的稳定性有所降低。
表3不同新路基填筑宽度时结合路基沉降与稳定性
（注：表中沉降数据为填筑完成时的瞬时沉降值）
⑶ 新相路基不同边坡坡率情况
同样以前面的模型为例，通过变化路基边坡的坡率（分别为1:1.0、1:1.25、1:1.5和1:1.75），分析其稳定性与沉降变形规律，结果如表4所示。
表4 不同边坡比例路堤的沉降变形与稳定性
（注：表中沉降数据为填筑完成时的瞬时沉降值）
从表4中的分析结果可以看出，对于沉降变形，随着路基边坡坡率的放缓，堤顶最大沉降值及差异沉降值均呈减小趋势，但差异沉降减小地相对较慢，且旧路基顶部的差异沉降值均大于其最大沉降值。对于路堤的稳定而言，边坡越陡，其稳定性越差。但是，即使新旧路堤边坡的坡率为1:1，其稳定性系数（＝1.196）也可以保证整体路基的整体稳定，因此，对于此类新旧结合路基而言，当路基边坡不是很陡时，不存在整体稳定性问题，其主要病害来自于因新路基的填筑而产生的不均匀沉降。
⑷ 不同地基土层厚度情况
平坦地基上进行新旧路基结合工程，新旧路基的稳定性及沉降也可能与地基土层厚度有一定的关系。为了分析不同地基土层厚度对新旧结合路基稳定性及沉降的关系，本文对新路基宽度b=5m，地基土层厚度分别为0m、5m、10m、15m等不同条件下的结合路基进行了模拟分析，结果如表5所示。
表5 不同地基土层厚度时结合路基的沉降变形与稳定性
（注：表中沉降数据为填筑完成时的瞬时沉降值）
从表5中结果可以看出，对于沉降变形，随着地基土层厚度的增加，新、旧路堤堤顶的最大沉降及差异沉降均随之增大，而稳定性略有降低，但其值均较小，说明地基土层厚度对新旧结合路堤的稳定及沉降影响不是特别显著。但当采用较弱的地基土参数时，不仅会使新旧结合路堤的沉降有较大增加，而且地基土层厚度对结合路堤稳定性及沉降的影响程度会随之增加。
2.3.3 斜坡地基上结合路基稳定性与沉降变形规律
工程实际中，常常会遇到在斜坡地基条件下进行新旧结合路基工程的填筑问题，下面分岩质斜坡地基和土质斜坡地基两种情况对这种斜坡地基条件下的新旧结合路基情况进行分析：设斜坡地基的坡比为1:3，旧路堤顶面宽度B=20m，新填路堤顶面宽度b=5m。两种条件下分析结果如表6所示。
表6不同斜坡地基条件下沉降与稳定性
由表6中结果可以看出，岩质斜坡地基条件下，新旧结合路基的沉降变形及稳定性均要优于土质斜坡地基情况。和前面平坦地基条件下的新旧结合路基分析结果相比，岩质斜坡地基条件下的整体稳定性略高于平坦土质地基条件下的路堤整体稳定性，而土质斜坡地基条件下的整體稳定性则略低于平坦土质地基条件下的路堤整体稳定性。而两种斜坡地基条件下的路堤沉降均低于平坦地基条件下的沉降变形值。
2.3.4 新旧路基接触情况对其整体稳定性及沉降的影响
上面的分析是假定新旧路基间接触完好时的情况，而在实际施工中，很难做到使两都很好的接触，因而会在新旧路基之间形成一个薄弱带。虽然目前人们已经意识到了这一问题，并采取了开挖台阶等措施，但由于施工的原因，压路机具很难达到台阶底部，从而无法对结合部位很好的压实。另外，实际也有可能会出现新旧路基采用不同填料，不同填料间由于性质的差异无法成为一个整体，从而在结合面部位形成类似结构面的薄弱带，新旧路基结合面薄弱带的存在会对结合路堤的整体稳定性及沉降变形产生一定的影响。本文采用数值模拟的方法对新旧路堤结合部存在薄弱带的情况进行分析。平坦地基上结合路基的分析结果如表7所示，岩质斜坡地基上结合路基的分析结果如表8所示。
表7 考虑接触时平坦地基上结合路基沉降变形与稳定性
表8 考虑接触时岩质斜坡地基上结合路基沉降变形与稳定
由上面分析结果可以看出，对于平坦地基上的结合路基而言，考虑接触面与否对旧路堤的沉降影响不大，但对于新填路堤来说，当考虑结合部的薄弱接触时，会使新路堤的最大沉降变形增加很大；对于新旧结合路堤的整体稳定性，当考虑结合部的薄弱接触带时，其稳定性系数有所下降，且这时的最大可能滑动面不再为穿过旧路堤内部的圆弧滑动面，而可能是沿新旧路堤结合部位的折线型滑动。而对于岩质斜坡地基上的新旧结合路基而言，当在上部填筑新路基时，若填筑时新路基与地基未能很好地结合而存在一个薄弱带时，特别是在降雨入渗后，该结合薄弱带会形成一个水的富集区，强度降低，变形增大，上部新填筑路基将会对原旧路堤产生一定的推力作用，从而使路基的整体稳定降低。
对于土质斜坡地基同样存在类似现象，而且当旧路基上部填筑的新路基与原土质斜坡地基结合欠良好时，对结合路基整体稳定性的降低更为严重。
由此可知，当新旧结合路基在实际工程施工中，结合部位的接触良好程度对路堤的整体性能（包括沉降变形和整体稳定性）有较大影响，因此，在实际工程的设计和施工中，应尽可能使新旧路堤间达到良好的结合，特别是在斜坡地基的上部填筑新路基时，应充分做好防排水措施，以避免水对路基的影响。
3 新旧结合路基稳定性与沉降变形性状的离心模型试验
上面以数值分析为主要手段，全面分析了不同条件下新旧结合路基的沉降与稳定性规律。为了验证分析结果的正确性，本文还采用离心模型试验的方法，结合上面数值分析的模型尺寸，建立相似模型，对上述分析结果的可靠性和准确性进行了验证。
根据试验目的，本文制作了多个模型，分别在100g加速度下稳定运行80min后（相当于现实中的1.5年），认为原斜坡地基或旧路基已固结完毕，再按新路基的设计压实度分层填筑新路堤后再削坡，新路基填筑完成后在100g加速度下又运动了80min。
通过不同模型所进行的离心模型试验，并对其试验结果进行分析可知，不同旧路基条件下填筑新路基的变形规律与前面数值分析所得的变形规律是一致的，因此可说明前面数值分析结果是可靠和准确的。
4 结语
本文首先通过数值分析的方法，全面而系统地分析了不同地基条件下新旧结合路基的稳定性与沉降变形规律，并通过离心模型试验对数值分析结果进行了试验验证，两者所得结果一致。
参考文献：
1 龚晓南. 高等土力学. 杭州：浙江大学出版社，1996
2 章根德. 土的本构模型及其工程应用. 北京：科学出版社，1995
3 徐光明，章为民. 离心模型中的粒径效应与边界效应研究. 岩土工程学报,Vol.18,No.3,1996
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。