低路堤毛细水影响机理与处治对策试验研究

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1、东南大学硕士学位论文低路堤毛细水影响机理与处治对策试验研究姓名：彭宇一申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：朱志铎20090119摘要低路堤设计是符合发展趋势的一种公路建设新理念，但是低路堤容易受地下水的渗透，在地下水位埋深较浅的地区，由于毛细水的上升，路堤土含水量增加，导致路床强度降低，加上行车荷载对路床的作用，容易使路面产生较大的竖向变形。甚至引起路面破坏。虽然我国已有低路堤工程实践经验，但对低路堤毛细水影响方面的研究相对较少，因此，对低路堤毛细水影响的研究就很有必要。本文针对南通地区粉土路堤毛细水作用进行了较为系统的试验研究，采用自行设计制

2、作的毛细水试验模型进行了相关模型试验，对粉质土毛细水的上升规律、影响因素、处治措施以及毛细作用对低路堤的影响等方面作了一些研究工作，主要内容如下：(1)对南通地区粉质土地质成因进行了阐述，对南通地区粉质土进行物理力学性质的试验，并对粉质土基本T程特性进行评价。南通地区为第四纪覆盖，主要是以灰色粉质土、粉土夹粉细砂构成。试验结果表明，南通地区粉质土具有低强度、不易压缩、弱可塑性、低粘结性、高分散性等特点。(2)自行设计毛细水试验模型，进行了粉土和粉砂两种土质在不同压实度、不同含水量情况下的毛细水上升试验，分析粉质土毛细水的上升高度与不同影响因素之间的关

3、系。试验结果表明，对于粉质土路堤来说，毛细水的上升高度与压实度成正比，与含水量成反比，其与土的颗粒级配也有关系，细颗粒含量越高，毛细水上升高度就越高。另外，毛细水的上升高度与上升初始速度成反比。(3)对毛细水上升机理及其影响因素进行了分析，结果表明，虽然影响毛细水上升的因素很多，但是对于南通地区粉士路堤来说，毛细水上升高度主要受土的颗粒级配、压实度和含水量的影响，这三个因素是影响南通地区粉士路堤毛细水上升的主要因素。(4)根据模型试验的结果，对试验数据进行多项式拟合以及多元线性回归分析，采用土的颗粒级配、压实度和含水量这三个因素作为变量，建立了适合南

4、通地区粉土路堤的毛细水上升高度的经验公式。(5)因为毛细水作用，路堤土含水量产生变化。本文通过室内直剪试验，分析了含水量的变化对粉土强度的影响，并在试验结果的基础上，提出了一个基于含水量的强度经验公式。一般的，含水量与粉土的强度密切相关，含水量增加，强度明显降低。含水量对粉土强度的影响主要体现在粘聚力上，随着含水量的提高，粘聚力是逐渐减小的，内摩擦角也随着含水量的增加而减小，但是变化幅度不明显。(6)应用时域反射法(TDR)，进行了毛细水处治对策的室内模型试验，通过室内模型试验，对现有毛细水处治措施的处理效果进行了对比研究，在此基础上提出防治毛细水的

5、最佳方案，试验表明，碎石与粗砂垫层能够有效的隔绝毛细水的上升。关键词：低路堤；粉质土；毛细水；上升高度；影响因素；处治对策AbstractThelowembankmentisanewdesignideawhichisinlinewiththedevelopmentofhighwayconstruction．Butthelowembankmentcaneasilybeinfiltratedbygroundwater．Intheregionofshallowerdepthofgroundwaterlevel．Theriseofcapillarywater

6、andtheincreaseofthemoisturecontentoftheembankmentleadtothedecreaseofthemadbedstrength．Atthesametime，theeffectofthetrafficloadontheroadbedmakestheroadverticalchangeandevendestroystheroad．Almoughourcountryhasthelowembankmentengineeringexperience，wearestilllackinginthestudyaboutth

7、eimpactofcapillarywaterinlowembankment．Soitisnecessarytoslxengthenthestudyontheimpactofcapillarywater．ThistextprovidesasystematicalresearchOllthecapillarityoftheembankmentfilledwithsiltinNantonga慨Alotofmodeltestsandconventionalindoortestshavebeenconducted、Ⅳimtheself-designedexp

8、erimentalmodeltostudytherisingregularity,theinfluentia