雅安地區過濕土加固FLAC3D數值模擬

饒 平,王遂瀘,周 州,龔 成,陳 科

(四川蜀渝石油建筑安裝工程有限責任公司,四川成都 610017)

雅安地區過濕土加固FLAC3D數值模擬

饒 平,王遂瀘,周 州,龔 成,陳 科

(四川蜀渝石油建筑安裝工程有限責任公司,四川成都 610017)

通過采用石灰加固、水泥加固、水泥加固化劑加固三種加固措施對雅安地區過濕土進行加固,利用 FLAC3D數值模擬軟件分別對未加固過濕土,石灰加固,水泥加固,水泥加固化劑加固四種情況進行模擬,并對所得到的Z方向位移云圖以及路基表面沉降監測點進行分析表明:三種加固措施達到了加固目的,減少了路堤的沉降量。其中采用水泥加固化劑加固的方案沉降量最小,采用石灰加固措施的方案沉降量最大。

過濕土路堤; 填筑方案; FLAC3D; 沉降

1 過濕土的工程特性

過濕土的天然含水量大,粘性大,一般還含有膨脹性礦物質,其親水性和持水性強,透水性差,晾曬困難且不易粉碎,工程性質差,要想使此類填料的密實度達到壓實標準,就必須采取相應的措施,否則,經過碾壓,土中多余的水份不能全部被排出,造成路基出現“彈簧現象”。

2 過濕土處治效果分析

2.1 FLAC模型方案選定

模擬方案選取路堤高度為7.5m,寬度為9m,路堤坡度為 1∶1.5,路堤土層分為四部分:從下往上分別為砂土,黏土,未加固過濕土,加固后的過濕土。其中砂土的厚度為 3 m,黏土的厚度為 3m,過濕土厚度為 1.5m。過濕土加固部分采用三種方案:石灰加固(石灰摻量為12%),水泥加固(水泥摻量為6%),水泥加固化劑加固(水泥摻量為 4%;所用固化劑為美國路邦EN-1土壤固化劑,摻量為0.2%),加固的過濕土厚度為 0.5m。路堤頂面受到的荷載按 30 t卡車后輪承重,可換算為 625 kPa的均布豎向荷載,具體巖土物理力學指標參見表 1。

為了更直觀地了解路堤在荷載的作用下,三種不同加固方案得到的沉降情況,在路堤的左側及中心分別設置了三個沉降監測點,監測點 1位于距路堤左側邊界 0.7m處,監測點 2位于距路堤左側邊界 1.5m處,監測點 3位于距路堤左側邊界4.5m處。

2.2 路堤沉降分析

圖1 路堤FLAC3D模型結構圖

圖2 過濕土未加固Z方向位移云圖

由圖 2與圖 3～圖 5對比可以看出對過濕土圖采取不同的加固措施都不同程度的減小了路堤的沉降量。采用石灰加固,水泥加固,水泥加固化劑加固三種加固方案的沉降量逐漸減小。通過表 2得到的三種方案下的各監測點的沉降量顯示:過濕土未加固時監測點 1的沉降量最大達到 267.3 mm,經過三種加固措施后沉降量分別為 161.1 mm、87.5 mm、39.3mm,沉降量均有較大幅度的減小,其中水泥加固化劑加固沉降量最小,近似為未加固沉降量的七分之一,加固效果十分明顯。監測點 2、監測點3可以得到同樣的結論。

圖3 石灰加固后Z方向位移云圖

圖4 水泥加固后Z方向位移云圖

圖5 水泥加固化劑加固后Z方向位移云圖

3 結 論

通過FLAC3D模擬過濕土加固后的沉降情況表明:石灰加固,水泥加固,水泥加固化劑加固這三種加固措施都在不同程度上起到了加固過濕土,減小路堤沉降量的目的。其中水泥加固化劑加固的方案路堤沉降量最小,而采用石灰加固方案的路堤沉降量最大,但也較大幅度的減小了沉降。本文對過濕土加固的厚度為 0.5m,當改變過濕土加固厚度時路堤沉降的變化還需進一步研究。

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TU416.1+2

B

2010-03-05