压实度对路堤稳定性的影响分析

冯 志 国

(国家林业局昆明勘察设计院，云南 昆明 650216)

压实度对路堤稳定性的影响分析

冯 志 国

(国家林业局昆明勘察设计院，云南 昆明 650216)

阐明了压实度的概念，利用有限元程序建立了边坡分析模型，对不同压实度下的路堤进行了研究，结果表明：压实度对路堤稳定性影响十分明显，不同的压实度下路堤稳定性随压实度的提高而提高。

路堤，压实度，稳定性

0 引言

在工程建设中，经常遇到填土的压实问题。压实度是填土工程的质量控制指标。先取压实前的土样送试验室测定其最佳含水量时的干密度，此为试样干密度。再取由击实试验后所得的试样最大干密度，用实际干密度除以最大干密度即是土的实际压实度。用此数与标准规定的压实度比较，即可知道土的压实程度是否达到了质量标准。

填土不同于天然土层，因在挖掘和运输过程中，土体的原状结构遭到破坏，含水量也随之发生变化，堆填时必然在土团之间留下许多孔隙。若不经过压实，填土的强度低，孔隙大，压缩性大，易发生陷坍、沉降等病害。因此，路基的压实工作是提高路基强度和稳定性的根本技术措施之一，在路基施工中必须严格控制土体压实度。

路基压实度的高低，直接影响路基的强度和稳定性，从而影响到路面的使用期限。有关研究表明，公路路面投资占投资额的20%以上，如果因路基强度和稳定性不足，导致路面过早出现破坏，将造成不可弥补的损失。因此，研究路基压实度对路堤稳定性的影响具有十分重要的实际意义。本文将重点研究高路堤在不同的压实度下，路堤稳定性的变化情况。

1 压实度概念

工程中，以压实度作为控制土基压实的标准。所谓压实度[1]，是指筑路材料压实后的干密度与标准最大干密度之比，以百分率表示，即：

显然，压实度是一个以γd为标准的相对值，意为压实的程度。

2 模型的建立及岩土参数选用

路堤填筑土的物理力学性质指标，一般由土工试验并结合经验获得；本文分析以余绍维、黄经秋在“某民用机场场区高填方边坡稳定性研究”一文中的实验实测数据为基础，对填方路堤不同压实度条件下的稳定性进行分析[2]。岩土参数物理力学指标见表1。文章只研究压实度对路堤的稳定性影响，分析时只考虑路堤的局部稳定，地基按基岩考虑。

文章利用有限元程序SLOPE/W建立边坡分析模型，本构模型采用摩尔—库仑模型，建模时，路基宽取20 m，填土高度取20 m计算；边坡第一级坡高8.0 m，坡率1∶1.5，第二级边坡坡高12.0 m，坡率1∶1.75，两级坡间设宽2.0 m的平台，分析模型如图1所示。

表1 岩土参数物理力学指标

3 计算结果分析

文章分别建立路堤压实度K为100%，90%及80%时的有限元模型，取用相应的强度指标，分别计算出路堤的稳定性系数，结果见表2，图2及图3(只示出K=100%时的稳定系数)。

表2 路堤稳定性计算结果

稳定性验算是路堤设计的重要内容，设计时必须预先进行稳定验算，了解路堤的稳定状况；若计算结果不能满足相关规范要求，则应采取有效的工程措施加固，避免发生路堤失稳等工程灾害。

通过表2及图3，可发现，路基压实度对路堤稳定性的影响十分明显，在不同压实度下的路堤稳定性随着压实度的降低稳定系数显著降低；相对路堤压实度K=100%而言，路堤压实度为K=90%和K=80%时，路堤稳定安全系数分别降低19%和48%。

根据以上分析计算，我们还可以看出，压实度由K=100%降低到K=90%时，稳定系数降低19%；由K=90%降低到K=80%时，稳定系数降低35.9%。当路堤的压实度在90%以上时，路堤的稳定系数降低幅度较小，所以在实际设计和施工时应保证路堤的压实度不小于90%。这一结果与JTG D30-2004公路路基设计规范表3.3.2的规定一致[3]。

4 结语

本工程利用有限元软件对不同压实度下的路堤进行稳定性分析，总结出了一定的规律，可为类似工程设计提供借鉴和参考，总结如下：

1)路堤压实度对路堤的稳定性影响显著，路堤稳定性随压实度提高而增加。2)在工程中，适当提高路堤填土的压实度，是提高路堤稳定性的有效措施。

[1] 洪毓康.土质学与土力学[M].北京：人民交通出版社，2001.

[2] 余绍维，黄经秋.某民用机场场区高填方边坡稳定性研究[J].有色矿山，1999(5)：11-12.

[3] JTG D30-2004,公路路基设计规范[S].

Analysisofdegreeofcompactioneffectonembankmentstability

FENGZhi-guo

(KunmingInstituteofSurvey&Design,NationalBureauofForestry,Kunming650216,China)

The thesis describes the concept of compaction, establishes slope analysis model with finite element program, and studies the embankment under various compaction degrees. Results show that: the impact of compaction upon embankment stability is obvious, the embankment stability will increase with the compaction improvement under different compaction degrees.

embankment, compaction degree, stability

1009-6825(2014)33-0134-02

2014-09-13

冯志国(1981- )，男，工程师

U416.12

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