饒 平,王遂瀘,周 州,龔 成,陳 科

(四川蜀渝石油建筑安裝工程有限責(zé)任公司,四川成都 610017)

雅安地區(qū)過(guò)濕土加固FLAC3D數(shù)值模擬

饒 平,王遂瀘,周 州,龔 成,陳 科

(四川蜀渝石油建筑安裝工程有限責(zé)任公司,四川成都 610017)

通過(guò)采用石灰加固、水泥加固、水泥加固化劑加固三種加固措施對(duì)雅安地區(qū)過(guò)濕土進(jìn)行加固,利用 FLAC3D數(shù)值模擬軟件分別對(duì)未加固過(guò)濕土,石灰加固,水泥加固,水泥加固化劑加固四種情況進(jìn)行模擬,并對(duì)所得到的Z方向位移云圖以及路基表面沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行分析表明:三種加固措施達(dá)到了加固目的,減少了路堤的沉降量。其中采用水泥加固化劑加固的方案沉降量最小,采用石灰加固措施的方案沉降量最大。

過(guò)濕土路堤; 填筑方案; FLAC3D; 沉降

1 過(guò)濕土的工程特性

過(guò)濕土的天然含水量大,粘性大,一般還含有膨脹性礦物質(zhì),其親水性和持水性強(qiáng),透水性差,晾曬困難且不易粉碎,工程性質(zhì)差,要想使此類填料的密實(shí)度達(dá)到壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn),就必須采取相應(yīng)的措施,否則,經(jīng)過(guò)碾壓,土中多余的水份不能全部被排出,造成路基出現(xiàn)“彈簧現(xiàn)象”。

2 過(guò)濕土處治效果分析

2.1 FLAC模型方案選定

模擬方案選取路堤高度為7.5m,寬度為9m,路堤坡度為 1∶1.5,路堤土層分為四部分:從下往上分別為砂土,黏土,未加固過(guò)濕土,加固后的過(guò)濕土。其中砂土的厚度為 3 m,黏土的厚度為 3m,過(guò)濕土厚度為 1.5m。過(guò)濕土加固部分采用三種方案:石灰加固(石灰摻量為12%),水泥加固(水泥摻量為6%),水泥加固化劑加固(水泥摻量為 4%;所用固化劑為美國(guó)路邦EN-1土壤固化劑,摻量為0.2%),加固的過(guò)濕土厚度為 0.5m。路堤頂面受到的荷載按 30 t卡車后輪承重,可換算為 625 kPa的均布豎向荷載,具體巖土物理力學(xué)指標(biāo)參見(jiàn)表 1。

為了更直觀地了解路堤在荷載的作用下,三種不同加固方案得到的沉降情況,在路堤的左側(cè)及中心分別設(shè)置了三個(gè)沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn),監(jiān)測(cè)點(diǎn) 1位于距路堤左側(cè)邊界 0.7m處,監(jiān)測(cè)點(diǎn) 2位于距路堤左側(cè)邊界 1.5m處,監(jiān)測(cè)點(diǎn) 3位于距路堤左側(cè)邊界4.5m處。

2.2 路堤沉降分析

圖1 路堤FLAC3D模型結(jié)構(gòu)圖

圖2 過(guò)濕土未加固Z方向位移云圖

由圖 2與圖 3～圖 5對(duì)比可以看出對(duì)過(guò)濕土圖采取不同的加固措施都不同程度的減小了路堤的沉降量。采用石灰加固,水泥加固,水泥加固化劑加固三種加固方案的沉降量逐漸減小。通過(guò)表 2得到的三種方案下的各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的沉降量顯示:過(guò)濕土未加固時(shí)監(jiān)測(cè)點(diǎn) 1的沉降量最大達(dá)到 267.3 mm,經(jīng)過(guò)三種加固措施后沉降量分別為 161.1 mm、87.5 mm、39.3mm,沉降量均有較大幅度的減小,其中水泥加固化劑加固沉降量最小,近似為未加固沉降量的七分之一,加固效果十分明顯。監(jiān)測(cè)點(diǎn) 2、監(jiān)測(cè)點(diǎn)3可以得到同樣的結(jié)論。

圖3 石灰加固后Z方向位移云圖

圖4 水泥加固后Z方向位移云圖

圖5 水泥加固化劑加固后Z方向位移云圖

3 結(jié) 論

通過(guò)FLAC3D模擬過(guò)濕土加固后的沉降情況表明:石灰加固,水泥加固,水泥加固化劑加固這三種加固措施都在不同程度上起到了加固過(guò)濕土,減小路堤沉降量的目的。其中水泥加固化劑加固的方案路堤沉降量最小,而采用石灰加固方案的路堤沉降量最大,但也較大幅度的減小了沉降。本文對(duì)過(guò)濕土加固的厚度為 0.5m,當(dāng)改變過(guò)濕土加固厚度時(shí)路堤沉降的變化還需進(jìn)一步研究。

[1] 劉波,韓彥輝(美).FLAC原理、實(shí)例與應(yīng)用指南[M].北京:人民交通出版社,2005

[2] 陳育民,徐鼎平.FLAC/FLAC3D基礎(chǔ)與工程實(shí)例[M].北京:中國(guó)水利水電出版社,2009

[3] 張宏武.過(guò)濕土地區(qū)公路地基處治技術(shù)的研究[D].西安:長(zhǎng)安大學(xué),2001

[4] 文飛國(guó).過(guò)濕土處治技術(shù)研究[D].西安:長(zhǎng)安大學(xué),2004

[5] 耿軼君.EN-1土壤固化劑改良紅砂巖的作用機(jī)理與路用性能研究[D].成都:西南交通大學(xué),2006

[6] 趙明華.土力學(xué)與基礎(chǔ)工程[M].武漢理工大學(xué)出版社,2009

TU416.1+2

B

2010-03-05