软土地基拓宽加筋路堤稳定性分析

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软土在我国广泛分布,随着交通事业的快速发展,软土地基公路路基拓宽改建工程蓬勃开展。土工格栅作为一种土工合成材料,可有效减小新老路基之间的差异沉降,提高路堤稳定性,已被成功应用于此类工程。然而,我国现行公路路基设计规范并未明确软土地基拓宽加筋路堤的稳定性分析方法,设计、分析等层面尚存在极大的随意性。本文围绕软土地基拓宽加筋路堤稳定性分析,主要开展了如下工作:(1)通过文献调研,总结了我国公路行业现行技术规范中关于软土地基路堤、路基拓宽改建、加筋路堤的稳定性验算相关描述,从稳定性验算方法、荷载、强度指标、稳定安全系数容许值等方面开展了横向比较,指出了这些技术规范在软土地基拓宽加筋路堤稳定性分析方面存在的不足。现行规范对稳定性的分析均采用极限平衡法,对软土地基拓宽加筋路堤的稳定性分析方法尚未作出明确规定。(2)选取SLIDE、LEAME这两款基于极限平衡法的土坡稳定性分析软件,从土坡加筋稳定性分析的基本原理、分析算法(包括安全系数计算、关于加筋的核心输入参数)等方面开展了横向比较,并结合某具体算例进行了相关讨论。SLIDE软件相比于LEAME软件更具工业化,考虑问题更全面,适用范围更广。(3)阐述了软土地基拓宽加筋路稳定性分析面临的挑战,介绍了基于PLAXIS软件的有限元强度折减法分析若干关键技术,构建了软土地基单侧拓宽加筋路堤的数值模型,分析了软土地基拓宽路堤的稳定安全系数、滑动面形态、土工格栅轴力、地基沉降与侧向位移等的分布规律。(4)开展了土工格栅拉伸刚度、布设位置、筋-土界面性态等对软土地基拓宽加筋路堤稳定性影响的敏感性分析,基于3因素5水平正交设计分析,明确了这3个因素对稳定安全系数的影响权重排队依次为:土工格栅布设位置>筋-土界面性态>土工格栅拉伸刚度。研究成果可为软土地基拓宽加筋路堤稳定性分析技术的改善提供科学指导,丰富公路路基拓宽改建设计技术。
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