路基土的变形特性

287浅析路基土的变形原理及路基沉降李俊岩 济南市城市道路桥梁管理处宋金平 山东省水利勘测设计院王 丽 济南黄河路桥工程公司摘 要：伴随我国经济的高速发展，道路建设成果日益显著，而随着交通运输量的增加和超载、自然等因素，致使道路使用中表现出各种问题，比如路基的不均匀沉降导致的路面病害等，本文通过分析土的变形原理及路基不均匀沉降的特征，对路基不均匀沉降的类型和主要影响因素进行了分析，以供参考。

关键词：路基土；变形原理；路基沉降影响路基沉降的因素较多，比如荷载的大小、路基土的性质、土层分布，以及土的应力历史等等，总之，路基不均匀沉降是由于诸多因素造成的。

通常，路基的不均匀沉降表现以下几种形式，比如路基填土压实度不足、地基存在软土层、地基存在岩溶、路堤填料不均、地下水影响、及复合型几大类型。

因此，了解路基土的性质和导致路基变形的原理，即会清晰地认识路基沉降，进而作出相应的应对策略和预防措施。

1 路基沉降表现众所周知，填土内部发生裂缝是无法避免的，但是通常这种裂缝的程度较小，而当这种裂缝扩大直至导致过大的裂缝出现，则会对路基或路面造成损害，甚至影响公路的根本使用能力。

填土裂缝根据其裂缝部分可分为表面裂缝和内部裂缝，根据走向分为横向裂缝、纵向裂缝，及鬼裂缝，从裂缝成因上看，其又可分成变形裂缝、水力劈裂裂缝、渗流裂缝、滑坡裂缝、干缩裂缝、冰冻裂缝和振动裂缝等等。

在这些多种多样的裂缝形式上，对路基影响最大且出现次数最多的是变形裂缝。

而导致变形裂缝产生的主要原因即是由于路堤的不均匀沉降、或是路基边坡临界状态失衡、抑或是沿路堤的不均匀沉降导致的。

路基沉降的表现多种多样，这就导致路面病害的形式也十分复杂，比如较为常见沥青路面出现的裂缝、变形、松散等情况，一般混凝土路面的病害主要表现类型有两大类，一类是因为路基的结构被破坏或损害，比如常见的变形、开裂或接缝损害等情况，另一类是指表面损坏导致其使用功能受到影响的功能性病害。

第四章土的变形特性和地基沉降计算土的变形特性和地基沉降计算是土木工程中非常重要的内容。

土的变形特性研究土体在外力作用下的变形规律和特性，而地基沉降计算则是根据土的变形特性来预测地基的沉降情况。

下面将详细介绍土的变形特性和地基沉降计算的相关内容。

1.土的变形特性土体受到外力作用时会发生变形，主要有弹性变形、塑性变形和剪切变形。

(1)弹性变形：土体在外力作用下，会发生弹性变形。

当外力去除后，土体会恢复到原来的状态。

弹性模量是衡量土体抗弯刚度的指标，可以通过简单的试验来确定。

(2)塑性变形：土体在超过一定应力范围时，会发生塑性变形。

土体的塑性是由于土颗粒之间存在黏聚力和内摩擦力。

土壤的塑性特性可以通过塑性指数来描述，塑性指数越大，土体的可塑性越强。

(3)剪切变形：土体在受到剪应力作用时，会出现剪切变形。

剪切变形会导致土体体积变化，产生剪切应变。

土壤剪切特性可以通过剪切强度来描述，剪切强度是土体抵抗剪切破坏的能力。

地基沉降是指地基在建筑物或其他荷载作用下产生的垂直变形。

地基沉降计算是为了预测和控制建筑物在使用过程中由于地基沉降而产生的沉降量。

地基沉降计算可以分为弹性沉降和塑性沉降两部分。

(1)弹性沉降：建筑物的地基沉降可以通过应力-应变关系来进行计算。

根据土体弹性模量、建筑物底面积和载荷大小，可以确定建筑物的弹性沉降量。

(2)塑性沉降：塑性沉降是由于土体的塑性变形而产生的沉降。

塑性沉降的计算需要考虑土壤的塑性指数、建筑物底面积和载荷大小。

塑性沉降计算可以使用维罗耐氏公式或其他合适的公式进行。

地基沉降计算的结果可以作为设计和施工的依据，可以预测建筑物在使用过程中的变形情况，从而保证建筑物的安全和稳定。

总结：土的变形特性和地基沉降计算是土木工程中重要的内容，了解土的变形特性可以帮助预测地基的变形情况，地基沉降计算是为了预测和控制建筑物的沉降量。

研究土的变形特性和进行地基沉降计算能够保证建筑物的安全和稳定。

高速铁路松软土地基变形特性摘要：现阶段，高速铁路作为一种重要的交通方式，具备快速以及安全舒适等优势。

随着国内经济的快速发展，人们生活条件改善，对工程质量的要求也越来越高，而建立在软土地基之上的高速铁路工程需要控制好其基本特性、技术质量以及施工之后的地基因素等。

鉴于此，文章重点就高速铁路松软土地基变形特性及处理措施进行研究分析，以供参考和借鉴。

关键词：高速铁路；松软土；地基处理；变形特性引言我国幅员辽阔，地质地貌条件多样，大量的高等级公路要经过软土区，由于建设高等级公路需要占用大量土地，在山区软土发育较为明显的地方，面临着诸如软土含水量高、压缩性大、承载力低等问题，因此如何解决好以上特点，并且修建高质量的公路具有重大的意义。

山区高速公路软土路基的变形特性研究，显得尤为重要，也日益受到工程设计和施工单位的关注。

由于软土路基的含水量孔隙比大，同时其压缩性高，渗透性和承载力差，软土路基的沉降及其侧向变形尤为显著，且延续时间长。

因此，在软土地基上修筑高速公路，往往会导致路基失稳或过量沉降。

1高速铁路松软土地基变形特性1.1高含水量和高孔隙性软土的天然含水量一般为50％～70％，最大甚至超过200％。

液限一般为40％～60％，天然含水量随液限的增大成正比增加。

天然孔隙比在1～2之间，最大达3～4。

其饱和度一般大于95％，因而天然含水量与其天然孔隙比呈直线变化关系，软土的如此高含水量和高孔隙性特征是决定其压缩性和抗剪强度的重要因素。

1.2渗透性弱软土的渗透系数一般在i×10-4～i×10-8cm/s之间，而大部分滨海相和三角洲相软土地区，由于该土层中夹有数量不等的薄层或极薄层粉、细砂、粉土等，故在水平方向的渗透性较垂直方向要大得多。

由于该类土渗透系数小、含水量大且饱和状态，这不但延缓其土体的固结过程，而且在加荷初期，常易出现较高的孔隙水压力，对地基强度有显著影响。

1.3压缩性高软土均属高压缩性土，其压缩系数0.1～0.2一般为0.7～1.5MPa，最大达4.5MPa，它随着土的液限和天然含水量的增大而增高。

路基沉陷变形破坏特征
路基沉陷变形破坏特征包括以下几个方面：
1. 沉陷和变形：路基沉陷和变形是路基破坏的主要特征。

当路基遇到下沉的地基时，路基就会出现不同程度的沉陷和变形，主要表现为路面板块之间的裂缝、路面凹陷、路面凸起、路面变形等。

2. 裂缝：路基沉陷不平均，会导致路面承受不均匀的载荷，从而引起裂缝的产生。

裂缝主要分为长轴向裂缝和横向裂缝。

长轴向裂缝沿路面的轴向方向排列，横向裂缝则与路面的轴向垂直。

3. 坑洼：坑洼是沉陷变形的直接表现，表面呈现出凹凸不平的形状。

路基过度沉陷和变形会导致路面出现坑洼，加大了行车的安全风险。

4. 面层龟裂：面层龟裂主要是路面表面的疏松层受到水的浸泡、紫外线灼烧和重载车辆的冲击，而导致的裂缝现象。

面层龟裂主要分为沥青路面龟裂和混凝土路面龟裂两种。

5. 湿软变形：湿软变形是路基在长时间水浸和车辆重载的作用下，所表现出的路基松软，不稳定，无法承受车辆荷载等。

湿软变形主要表现为路基表面有明显沉降和车辙，甚至有积水的现象，影响行车的安全和路面的使用寿命。

均质软土地基在交通荷载作用下的变形特性均质软土地基是绝大多数路基工程的主要构件。

当受到车辆的重
式荷载作用时，其发生的变形有三个主要的特性：（1）以低频振动为
特征的液化变形，液化变形发生的最大深度一般在地基表面30 cm以内；（2）以非线性变形为特征的无条件塑性变形，其变形量大小与荷载、地基土层结构、湿度等因素有关；（3）预应力变形，预应力变形
是由地基表面之下施施加不同压力形成的，这种变形有时甚至可以超
过表面液化变形所出现的最大深度。

因此，土类地基在受荷载作用时，其变形量远大于其它桥梁预应力结构，保证地基与桥梁之间的可靠连
接是不可或缺的。

探讨道路石灰土基层在软土的特点及其变形一、道路石灰土基层在软土上的特点及其变形分析一般的软土就如常见的淤泥，还有就是一些压缩性高的饱和粘性土。

其特点是富含有机物质，含水量也高于液限。

目前土质研究有了固结理论，人们发现了一种现象——次固结。

该现象是软土发生固结后，由于时间的不断增加，我们的计算和实际值之间的区别越来越大，而把这种状态下的沉降叫做次固结沉降。

如此考虑的话，我们可以认为软土在沉降时经历了三个过程，而且三个过程各不相同，我们称它为瞬时，主固结，次固结沉降。

在发生瞬时沉降时，土质不会发生形状上的改变，而且改变速度很快，我们可以把它理想化。

尽管在这个过程中沉降不是瞬时发生，但可以理想化的认为在此过程中土质的含水量不发生变化，土质不发生变化，我们根据它的弹性变化分析得出，可以不考虑对工程后的影响；而当有重物时，蓄水量会随着时间的增加而不断减少，土质的体积会变小，在这个过程中，随着水孔的不断变小，排水量减小，速度下降，土体渐渐趋于稳定，这就是主固结。

在此之后，由于受到主剪应力的长时间影响，地基会慢慢的下降，由于压缩速度过慢，在主沉降中的空隙压力也就可以忽略了，我们可以忽略水在空隙之间的流动，这就是次固结。

二、施工准备阶段1、施工技术准备首先，要对施工所选材料进行相关实验和检测，常见实验有：钙镁含量检验、击实试验、碎石砾石的压碎值、颗粒分析等等。

其次，依据不同的土壤种类来决定他们的配合比例以及石灰的最大干容量和最佳含水量。

再次，施工前要确定机械组合的效果、压实虚铺系数和施工方法，需进行100m～200m实验路段施工。

2、材料要求第一，土的选用。

塑性指数为10～20的最佳，对于塑性指数偏大的粘性土进行粉碎，最大尺寸应小于15mm。

使用以下几种塑性指数的土石时需添加15%左右的粘性土，其中包括：级配砂砾，级配碎石，筛分碎石等。

土中所含有的有机物质不能超过10%，如果硫酸盐的含量大于0.8%则不应该选用石灰作为稳定剂。