昔格达地层路堤地基稳定性分析

第39卷，第6期公路工程Vo1．39，No．62014年12月HighwayEngineeringDec．，2014昔格达地层路堤地基稳定性分析文丽娜，符文熹，程谦恭。(1．西南交通大学，四川成都610031；2．四川省交通运输厅公路规划勘察设计研究院，四川成都610041；3．四川大学，四川成都610065)[摘要]基于对西昌至攀枝花高速公路昔格达地层研究成果，通过对雅安至泸沽高速公路典型工点试验和数值模拟分析，研究昔格达地层路堤地基稳定性，得到昔格达地层承载性能和稳定性均较高，可作为良好的天然地基的结论。该结论对将来该地层的深入研究及应用具有指导意义。【关键词】昔格达地层；承载性能；地基稳定性[中图分类号]u416．1[文献标识码】A[文章编号】1674—0610(2014)06-0103-04TheFoundationStabilityAnslysisofEmbankmentinXigedaStrataWENLina，FUWenxi，CHENGQiangong(1．SouthwestJiaotongUniversity，Chengdu，Sichuan610031，China；2．SichuanProvincialTransportDepartmentHighwayPlanning，Survey，DesignandResearchInstitute，Chengdu，Sichuan610041，Chi-na；3．SiechuanUniversity，Chengdu，Sichuan610065，China)[Abstract]ThispaperresearchedthestabilityofthefoundationofembankmentinXigedastrata，throughthetypicalwork-sitetestandnumericalsimulationanalysis，basedontheachievementsofXichangtoPanzhihuahighwayresearches．ThefoundationischaracteristicofgoodbearingpropertiesandstabilitiesinXigedastrata．Theycanbeusedasagoodnaturalfoundation．Thisconclusionshaveguidingsignificanceforthein-depthresearchandapplicationinthefuture．[Keywords]xigedastrata；bearingproperties；stabilityoffoundation常称为“灰色层”；下段为卵石、砾石层或砂砾石层0前言夹棕色砂粘土组成的砂砾岩层。昔格达地层是形成于第三纪上新世(N)一第虽然昔格达地层分布具地域性，但是作为国内四纪下更新世(Q。)的河湖相沉积物，主要由浅黄外极为典型的半成岩地层(N一Q。)，因形成时代色、肉红色、灰白色、灰黑色粘土层与浅黄色粉细砂新、成岩胶接作用差、岩层结构疏松、具崩解性和一层呈韵律互层组成，广泛分布于四川西南部攀西地定的膨胀性，工程特性差，是我国著名的“易滑”地区以及云南北部的元谋地区等l3个县市区，尤其是层引。金沙江、安宁河、雅砻江、大渡河流域的山间河谷和为解决昔格达地层中修建高等级公路的成套关盆地区域，在攀西地区的安宁河谷、攀枝花市分布面键技术问题，2003年开始由四川I省交通运输厅公路积和沉积厚度较大，以攀枝花市盐边县红格乡昔格规划勘察设计研究院主持、多家科研单位参与，针对达村命名，其中昔格达村剖面沉积厚约248m“。西昌至攀枝花高速公路沿线穿越长达90km的遇水昔格达地层跨时代连续沉积，沉积厚度较大，具极易崩解、软化的昔格达特殊地层岩土所面临的一典型半成岩特征，从岩性上可分为上、中、下三段，上系列公路修建技术难题，对昔格达半成岩的工程特段为厚层状黄色细砂岩和杂色粘土岩互层，通常称性、昔格达岩层路用性能与填筑工艺、路堤土工格栅为“黄色层”，粘土岩具微层理滑感，渗水性弱；中段加筋技术、路堑边坡稳定性分析与防治技术、抗滑桩为灰色、灰黑色为主的粘土岩和黄色细砂岩互层，通支挡技术、桥梁桩基承载性能等昔格达地层公路修【收稿日期]2013—11—04【基金项目]西部交通建设科技项目(200731800003)【作者简介】文丽娜(1978一)，女，吉林长春人，博士研究生，高级工程师，主要从事地质、岩土工程设计、研究工作。 l04公路工程39卷建技术进行了联合攻关研究。《昔格达地层公路修断续分布，其穿越昔格达地层累计达50km以上，工建技术研究》课题2003年度被批准为交通部“西部程主要穿越形式有填方、挖方和桥梁工程。交通建设科技项目”(合同号：2003—3I8—800—3天然地基承压板试验数值模拟55)；2007年交通部西部交通建设科技项目管理中心组织专家对《昔格达地层公路修建技术研究》课选取雅泸高速公路C27合同段一处典型工点，题成果进行了鉴定和验收，并建议“进一步跟踪观该工点为昔格达岩土填料路堤，昔格达地层近水平。测，加强成果推广应用”。。。以K233+707断面为评价对象，采用数值模拟方法检验极限承载能力和地基安全系数。1西攀路昔格达地层天然地基研究成果承压板数值模拟时采用三维模型。承压板与地在西攀高速公路分别在德昌的蒲坝和攀枝花新层接触面考虑为光滑接触面，即承压板下的昔格达九现场共完成9组大型地基静载荷试验(承压板地层、Y、三个方向均可自由变形。承压板为圆法，钢板厚度4cm、面积0．5m)，编号分别为Al、形，板的半径为0．4m。鉴于模型的对称性，取1／4A2、A3、Bl、B2、B3、C1、C2、C3。A1一A3、B1一B3、对称模型，模型范围及网格示意见图1。模型顶部Cl试验点采用圆形压板，c2、c3试验点采用方形压为自由边界，其余各侧采用法向约束，且按无质量地板。加载系统按设计最大加载量4000kN，承压板基问题考虑。荷载施加基于Servor位移控制，即板载荷试验采用慢速维持荷载法。试验A、B组自下地层接触面匀速施加垂直位移。计算获得板下垂2003年1月713开始，至2003年1月21日结束，C直压力与板中心的垂直位移关系见图2。组自2005年4月713开始，至2005年4月10日结束。试验获得的极限荷载及对应的最大沉降量见表1。研究现场大型载荷试验结果表明，昔格达地层天然地基综合承载能力较高。表1静载试验点的基本试验情况Tablele1Thebasicstationofthestatictestpoint图1承压板数值模型范围及网格示意FigurelRangeofthenumericalmodelofbearingplateandthesketehmapofthegridding2雅泸高速公路概况雅安至泸沽高速公路，简称雅泸路，起于成雅高速公路止点雅安对岩，止于泸沽至黄联关高速公路起点西昌市泸沽镇小沙沟，路线全长约240km。该项目是北京至昆明高速公路四川境南段的一部分。图2承压板垂直压力与垂直位移关系本工程地处西部高原与盆地过渡的山区，具有独特Figure2Relationshipbetweentheverticalpressureofthebearingplateandverticaldisplacement而又复杂的自然地理环境、丰富的资源和生态、人文景观，为典型的山区高速公路，具有工程规模大、地从图2可以看出：当承压板加载至0．5MPa之形起伏变化大、地质条件非常复杂、工程技术复杂、前，荷载位移关系总体表现为线性；荷载由0．5MPa气候条件复杂、人文环境独特、生态脆弱等特点。增至1．0MPa时，逐渐趋于非线性；当荷载超过1．0与西攀高速公路沿线昔格达地层总体连续分布MPa后，非线性关系才明显显现出来。为了看出承不同的是，雅泸高速公路沿线出露的昔格达地层呈压板加载过程昔格达地基的位移及塑性变化，将不 第6期．吴超凡，等：沥青结合料的热性能研究137(上接第106页)性均较高，可以作为填料路堤的天然地基。[参考文献】[1]罗运利，刘东生．昔格达组沉积环境演化与旋回地层学研究[J]．第四纪研究，1998(4)：373—373．[2]蒋复初，吴锡浩，肖华国，等．四川泸定昔格达组时代及其新构造意义[J]．地质学报，1999，73(1)：1—6．[3]蒋复初，吴锡浩．泸定昔格达组时代与川西高原隆升[J]．第续图ll昔格达地基不同抗剪折减系数时的剪应变分布四纪研究，1992(2)：190—190．然地基。[4]张永治．攀西地区昔格土综述[J]．攀枝花大学学报(综合需注意的是，依托工点为庄稼地，表部耕作土和版)，1995，12(2)：75—78．[5]许述礼．昔格达层变形特征及其原因[J]．四川地震，1990浅部长期人为耕作扰动土和强风化土需清除或改良(3)：63—64．才能作为路堤的地基。[6]吉随旺．昔格达地层公路修建技术研究[J]．地质灾害与环境保护，2007(10)．5结论[7]刘惠军，聂德新．昔格达地层研究综述[J]．地球科学进展，①当地基荷载逐渐增大，昔格达地层承压板下2004，19(S1)：80—82．[8]卢螽桶．浅论易滑地层[J]．山地学报，1988(2)：013．及周围介质的变形影响和塑性扩展范围和深度符合[9]彭盛恩．昔格达组粘土的工程地质特性研究[J]．水文地质工经典土力学描述呈“桃”型的分布规律，紧邻承压板程地质，1986(2)：16—18．下的垂直变形，逐渐导致板周围变形，并略有轻微鼓[1O]朱学雷，吉随旺，庄卫林，等．昔格达组地层泥质粉砂岩承载胀特征，这也与现场原位大型承压板试验揭示的变板试验研究[J]．公路交通科技，2005(1)．化规律一致。[11]周云金，曾联明．红格提水工程二级泵站昔格达地层特性及坡体变形成因分析[J】．水电站设计，2000，16(2)：6l一65．②路堤荷载作用下昔格达地基的承载性破坏[12]成昆铁路技术总结委员会．成昆铁路第2分册，线路、工程区演变和地基变形趋势符合经典土力学的“滑移地质及路基[M]．北京：人民铁道出版社，1980．楔”理论。另外，试验表明昔格达天然地基的承载[13]GB50021—2001(2009版)，岩土工程勘察规范[S]．性能较高，对于路堤高度14m左右时，路堤容重为[14]杨朝辉，袁振宙，李乾坤．浅层平板载荷试验在昔格达地层4倍填筑材料密度之前，地基总体处于线弹性状态；中的应用[J]．河南科学，2011，29(7)：820—822．[I5]陈利容．昔格达岩层地基承载性能试验研究[D]．成都：西地基抗剪强度折减1．6倍之前，地基总体处于线弹南交通大学，2009．性状态。[16]陈富斌，赵永涛．雅砻江下游河谷下部松散沉积物的时代与③试验表明昔格达天然地基的承载性和稳定变形的初步研究[J]．地震地质，1985(03)：33—41．