ah09014xiu平原地區(qū)公路路基震害類型及機(jī)理分析最終修改-展示頁(yè)
2025-01-16 11:27本頁(yè)面
【正文】 合肥工業(yè)大學(xué)資環(huán)學(xué)院，合肥 230009） 摘 要： 根據(jù)資料 分析 和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，對(duì)平原區(qū)公路路基常見震害進(jìn)行分類。 結(jié)合庫(kù)侖強(qiáng)度理論和有效應(yīng)力原理 分析 平原區(qū)公路路基震害機(jī)理 。 最后，針對(duì)平原區(qū)公路路基震害的特點(diǎn)和機(jī)理，在平原區(qū)道路的選線、施工 、質(zhì)量控制 等方面給出防治措施。汶川地震中，公路遭到嚴(yán)重破壞，極大的影響了救援工作的開展，增加了救援難度。因此，研究公路整體的抗震穩(wěn)定性、確保公路的正常運(yùn)行尤顯重要。 1 常見的公路路基震害 平原地區(qū)由于地下水埋藏淺 、土質(zhì)松軟，地震時(shí)容易引發(fā)地基土液化、震陷等災(zāi)害。嚴(yán)重時(shí) 地震能使局部地形改變，產(chǎn)生或隆起或沉降，使道路坼裂、鐵軌扭曲、橋梁折斷 [1]。因此，地震時(shí)平原地區(qū)的路基病害較為嚴(yán)重。 1）地基震陷 。震陷多發(fā)生在軟土地基和黃土地基中。于洪治等 [3]通過靜力軟化試驗(yàn)和動(dòng)三軸震陷試驗(yàn)研究了軟土的震陷特性，并指出震陷包括 軟化變形和慣性變形兩部 分，飽和軟 黏 土隨孔隙水壓力的增長(zhǎng)而逐漸軟化。黃土的微結(jié)構(gòu)以支架大孔膠結(jié)結(jié)構(gòu)為主，具有結(jié)構(gòu)性強(qiáng)、空隙大的特點(diǎn)。圖 1 為 2022 年 11 月 26 日江西瑞昌地震中某農(nóng)場(chǎng)的一條小路產(chǎn)生的震陷變形。 在強(qiáng)烈地震作用下， 若地基土為 飽和欠密實(shí) 砂土、粉土等 無 黏 性土 ， 就 會(huì)表現(xiàn)出 類似液體 特性 的現(xiàn)象 ， 稱為 液化災(zāi)害現(xiàn) ? 收稿日期： 2022–02–05 作者簡(jiǎn)介： 侯超群 ， 講師，從事道路工程、巖土工程研究 ， 。 其主要原因是地震力作用引起地基土體內(nèi)孔隙水壓力增加，依據(jù)有效應(yīng)力原理，當(dāng)孔隙水壓力增大到一定程度時(shí)，土體強(qiáng)度喪失、呈液體狀態(tài)。 若 地裂縫切過地下含水層，地下水 受到 擠壓， 則會(huì) 沿著裂縫夾帶著泥砂涌出地表， 形成噴砂、冒水現(xiàn)象。 地震會(huì)造成地層斷裂，并反射到地表，以地裂縫形式出現(xiàn)。 2022 年 10 月 8 日在巴基斯坦北部地區(qū)發(fā)生 級(jí)地震，圖 3 為該次地震造 成的路面橫向開裂。 平原地區(qū)公路雖然高填方、深路塹的路段較少，但地震同樣會(huì)造成路堤、路塹邊坡造成破壞。由于臨空面一側(cè)土體強(qiáng)度低，加之地震慣性力的影響，在剪切波到來時(shí)，首先在臨空路堤、路塹邊坡發(fā)生破壞。由于路面（特別是剛性路面）剛度大，協(xié)調(diào)變形能力差，因此，地震造成的地面運(yùn)動(dòng)引發(fā)公路面層的開裂、隆起等。巖土工程中，土體 強(qiáng)度指的是土體的抗剪強(qiáng)度。 f tan c? ? ??? （ 1） 從 式 （ 1） 可以看出，影響土體強(qiáng)度的因素是有效應(yīng)力 ? 、 黏 聚力 c 和內(nèi)摩擦角 ? 。地震的作用引起土體內(nèi)部孔隙水壓力 u 上升，即超靜孔隙水壓力。以上便是地震造成土體抗剪強(qiáng)度 f? 降低的原因。 hvFF、 分別 為 水平地震力和豎向地震力 圖 5 簡(jiǎn)諧波形式的地震力 Seismic force in simple harmonic wave 對(duì)于簡(jiǎn)單土坡，地震前 一般條件下 如 圖 6， 土體內(nèi)某單元的受力條件為：第 1 主應(yīng)力為 1 h??? ，第 3 主應(yīng)力為30kh??? （ ?為土體容重 、 h 為土體單元埋深 ； k0為土體側(cè)向壓力系數(shù) ） 。 地震時(shí)，該土體單元在 t2時(shí)刻水平地震力作用下的受力條件為 1 h??? ， 3 0 hk h F??? ??，見圖 7 中的虛線圓。 在靠近 路基邊 坡頂部 ，由于 h 較小，當(dāng)?shù)卣饛?qiáng)烈時(shí)，有可能在坡頂部位出現(xiàn)拉 應(yīng) 力 —— 3 0 h 0k h F??? ? ? ?。 于玉貞等 [4]通過離心模型試驗(yàn)研究砂土邊坡地震動(dòng)力響應(yīng)，得出與本文分析相同的結(jié)果：地震輸入作用下，邊坡的動(dòng)力響應(yīng)自下而上逐漸放大；邊坡上部響應(yīng)大于底部，靠近邊坡斜面的響應(yīng)大于內(nèi)部。錢培風(fēng) [
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