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膨胀土地区路基的特点及主要病害类型

来源:abc 发布时间:2021-02-25 09:57:08 点击数:
  膨胀土是土中黏粒成分主要由亲水性矿物组成,同时具有显著的吸水膨胀和失水收缩 开裂两种特征。湖北、安徽、四川、河南、山东等20多个省(区)的180多个市县发现了有膨 胀土分布。   影响膨胀土变形特性的是黏性土。膨胀土分布十分广泛,在世界五大洲中的40多个国 家都有分布。膨胀土的胀缩特性的内在因素主要是矿物成分及微观结构两方面。实验证 明,膨胀土含大量的活性黏土矿物,如蒙脱石和伊利石,尤其是蒙脱石,比表面积大,在低含 水率时对水有巨大的吸力,土中蒙脱石含量的多少直接决定着土的胀缩性质的大小。除了 矿物成分因素外,这些矿物成分在空间上的联结状态也影响其胀缩性质【关键词291】。水分的迁移是控 制土胀、缩特性的关键外在因素。只有土中存在着可能产生水分迁移的梯度和进行水分迁 移的途径时,才有可能引起土的膨胀或收缩。   在自然条件下,膨胀土一般呈黄、褐、棕及灰绿、灰白等色,土体发育有各种特定形态的 裂隙,常见光滑面和擦痕,裂缝随气候变化张开和闭合,并具有反复胀缩的特性;膨胀土多出 露于二级及二级以上的阶地,山前丘陵和盆地边缘,一般地形平缓,无明显自然陡坎。   膨胀土对公路工程的危【关键词34】害形式是多样的,而且变形破坏具有多次反复性。在膨胀土地 区,路基边坡常大量出现坍方、滑坡,有“逢堑必滑,无堤不坍”之说。膨胀土路基的病害有以 下几种类型。   1.路堑病害   (1)剥落   剥落是路堑边坡表层受物理风化作用,使土块碎解成细粒状、鳞片状,在重力作用下沿 坡面滚落的现象。剥落主要发生在旱季,旱季愈长,蒸发愈强烈,剥落愈严重。一般强膨胀土较弱膨胀土剥落更甚,阳坡比阴坡剥落要严重。剥落物堆积于边坡坡脚或边沟内常造成 边沟堵塞。   (2) 冲蚀   冲蚀是坡面松散土层在降雨或地表径流的集中水流冲刷侵蚀作用下,沿坡面形成沟状 冲蚀的现象。冲蚀沟深0.1 -0.5m,深者可达1.0mo冲蚀的发展使边坡变得支离破碎。冲 蚀主要发生在雨季,特别是大雨或暴雨季节。冲蚀既破坏了坡面的完整性,也不利于植物的 生长。   (3) 泥流   泥流是坡面松散土粒与坡脚剥落堆积物在雨季被水流裹带搬运形成的。一般在膨胀土 长大坡面、风化剥落严重且地表径流集中处最易形成。泥流常造成边沟或涵洞堵塞,严重者 可冲毁路基、淹没路面。   (4) 溜塌   边坡表层强风化层内的土体,吸水过饱和,在重力与渗透压力作用下,沿坡面向下产生 塑流状塌移的现象,称为溜塌。溜塌是膨胀土边坡表层最普遍的一种病害,常发生在雨季, 与降雨稍有滞后关系,可在边坡的任何部位发生,与边坡坡度无关。溜塌上方有弧形小坎, 无明显裂缝与滑面,塌体移动距离较短,且很快自行稳定于坡面。溜塌厚度受强风化层控 制,大多在1.0m以内,不超过1.5mo   (5) 坍滑   边坡浅层膨胀土体,在湿胀干缩效应与内化作用影响下,由于裂隙切割以及水的作用, 土体强度衰减,丧失稳定,沿一定滑面整体滑移并伴有局部坍落的现象,称为坍滑。坍滑常 发生在雨季,并较降雨稍有滞后。滑面清晰且有擦痕,滑体裂隙密布,多在坡脚或软弱的夹 层处滑出,破裂面上陡下缓,滑面含水富集,明显高于滑体。坍滑若继续发展,可牵引形成滑 坡。坍滑厚度一般在【关键词254】风化作用层内,多为1.0~3.0m。   (6) 滑坡   滑坡具有弧形外貌,有明显的滑床,滑床后壁陡直,前缘比较平缓,主要受裂隙控制。滑 坡多呈牵引式出现,具叠瓦状,成群发生,滑体呈纵长式,有的滑坡从坡脚可一直牵引到边坡 顶部,有很大的破坏性。滑体厚度大多具有浅层性,一般为1.0~3.0m,多数小于6.0m,与 大气风化作用层深度密切相关。膨胀土滑坡主要与土的类型和土体结构关系密切,与边坡 高度和坡度并无明显关系。因此,试图以放缓边坡来防治滑坡几乎是徒劳的,必须釆取其他 有效的防护加固措施。   2.路堤病害   (1) 沉陷   膨胀土初期结构强度较高,在施工时不易被粉碎,亦不易被压实。在路堤填筑后,由于 大气物理风化作用和湿胀干缩效应,土块崩解,在上部路面、路基自重与车辆荷载的作用下, 路堤易产生不均匀下沉,如伴随有软化挤出则可产生很大的沉陷量。路堤愈高,沉陷量愈 大,沉陷愈普遍,尤以桥头填土的不均匀下沉更为严重。不均匀下沉导致路面的平整度下 降,严重时可使路面变形破坏,甚至屡修屡坏。   (2) 纵裂   路肩部位常因机械碾压不到,使填土达不到要求的密实度,因而后期沉降相对较大。同 时因路肩临空,对大气物理作用特别敏感,干湿交替频繁,肩部土体失水收缩远大于堤身,故在路肩顺路线方向常产生纵向开裂,形成长达数十米甚至上百米的张开裂缝,缝宽一般2 ~ 4cm,大多距外缘0. 5 ~ 1.0mo