冻融对土质路堑边坡稳定性的监测和实验.doc

冻融对土质路堑边坡稳定性的监测和实验摘要土壤冻融导致的公路路堑边坡的不稳定是季节性冰冻地区的主要问题之一，土壤中的水分变化是土质路堑边坡滑动的重要原因，依托高速公路扩建工程方正—哈尔滨段一侧粉砂质黏土路堑边坡，采用野外监测、室内监测，开展了对土壤水分随地面温度变化以及土壤水分含量对土壤物理力学的影响的实验研究。三轴实验结果表明：三轴实验结果表明：在土体含水率小于最佳含水率时，土体黏聚力随含水率的增加而增大，超过最佳含水率时，黏聚力随含水率增加而减小，在最佳含水率附近达到峰值。土体内摩擦角随含水率的增加而减小。随着冻融循环的增加土壤粘结力减少。现场监测结果表明：在土壤冻结的过程中，会出现由温度收缩引起的裂缝，这种温度收缩会破坏边坡的整体强度，水分会向由于温度收缩引起的冻结面迁移。在春天的融化期，由于裂缝中水的积累和地面下长时间的0温度，在土壤中冰冻的水会迅速融化。所有这些都会导致浅坡中土壤水分过高，土壤抗剪强度减小，然后导致山体滑坡。1.引言在中国东北季节性冻土地区，公路土质路堑边坡坡面经常发生浅层失稳滑坡现象[1-2]。其原因大多为在冻结的过程中边坡土体水分向冻结锋面迁移，坡面浅层局部土体含水率增加，在负温作用下，发生坡面浅层土体冻胀。土体的冻胀改变了土体颗粒间的结构联结、排列方式，从而改变土的力学性质。在春融期，受大气降水和气温升高等综合因素的影响，冻结在边坡坡面和坡体浅层的冻结层融化，冻土融化水分在向下渗透的过程中，受到未融化冻结层的阻碍，融化层与冻结层结合面含水率迅速增高，土体达到饱和或过饱和状态，坡体内部有效应力降低，在重力作用下，坡体浅层局部或整体沿着融化层与冻结层结合面下滑。对冻土斜坡的稳定性研究出现的较早[5-7]，但研究成果主要在高原多年冻土区。季节性冻土与多年冻土边坡失稳机理存在差异，表现为温差变化较大和反复的冻融循环影响，具有明显的季节性特征。依托高速铁路扩建工程从方正到哈尔滨段，研究区域主要在路基加宽侧K560+000—K565+690路段。研究区的地势起伏变化较大，路堑边坡土质多为分砂质黏土，它的天然密度为1.8g/cm3-2.1g/cm3，边坡平均高度为5—15，平均坡率为1.5—1.75。通过现场调查、边坡浅层含水率和地温变化监测、土体物理力学指标室内实验