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摘要:随着西部地区经济的发展,连通各个城市、镇乡的公路急需建设,为达到节约公路修建的成本和就地取材的目的,希望风积沙被用于公路的修建。风积沙本身的性质并不满足路基修建的标准,对风积沙压实性能的研究成功的使得风积沙可以被用于公路的修建。但是对风积沙高填方路基的稳定性研究却没有大量的实验数据,风积沙在不同的填方高度、路基宽度与边坡坡比的情况下,风积沙高填方路基的稳定性并不相同。在不同的因素下,风积沙高填方路基的安全系数并不相同,研究风积沙高填方路基在何种因素的影响下安全系数将变化幅度大,在何种因素下,对风积沙高填方路基的稳定性并无影响。依据此研究将极大的降低风积沙高填方路基的风险,使风积沙高填方路基尽快得到安全的运用。
关键字:风积沙;稳定性;路基;填方高度;路基宽度;边坡坡比
一、对风积沙高填方路基稳定性研究的重要性
风积沙高填方路基将被广泛用于西部的公路建设,在实际的修建过程中,将会出现各种情况。比如出现一个坡度较大的斜坡,边坡坡比较小,然而依旧使用在平地上修建路基的方法修建,将会造成安全事故。对于不同因素下的风积沙高填方路基的研究,适用于在修建过程中指明主要注意点。填方修建多高才是最具有稳定性的、路基修建多宽此路基的安全系数最高,边坡坡比的大小对风积沙高填方路基的影响有多大,在坡修建时,边坡坡比在什么范围之内,按照何等的标准才能达到国家的规定。这些都是可以从对风积沙高填方稳定性的研究之中找到答案。在不同的因素下,风积沙高填方路基的安全系数并不相同,研究风积沙高填方路基在何种因素的影响下安全系数将变化幅度大,在何种因素下,对风积沙高填方路基的稳定性并无影响。依据此研究将极大的降低风积沙高填方路基的风险。比如在边坡坡比较小的路段,加强修建力度,提高此段公路路基的安全性,不是简单的增加填方高度和加长路基宽度就能解决。对风积沙高填方路基稳定性研究,达到用正确的方法增加路基的安全性,保证各个路段的安全性都到达国家规定的标准。不会发生用对影响路基安全系数不大的因素来增强安全性,比如不会增加填方高度和路基宽度来增加路基的安全性,即浪费了资源又没有达到增加安全性的目的。
二、不同因素下风积沙高填方路基稳定性的分析
(一)填方高度
在保证其他情况相同时,用不同的填方高度来计算此路基的安全性。测试数据例如,当填方高度为5m时,路基的安全系数为1.163;当填方高度为10m时,路基的安全系数为1.163;当填方高度为12m时,路基的安全系数为1.163;当填方高度为15m时,路基的安全系数为1.163;当填方高度为20m时,路基的安全系数为1.163;当填方高度为50m时,路基的安全系数为1.163。随着填方高度的不断变化,但是路基的安全系数并没有发生较大的变化。此数据说明,5m以上的风积沙高填方路基对路基的安全系数越小不大。
(二)路基宽度
在其他影响因素相同的情况下,控制路基宽度的不同检测路基的安全性,得出风积沙高填方路基宽度与路基安全性的关系。数据如下:路基宽度为12m时,路基的安全性为1.163;路基宽度为15m时,路基的安全性为1.163;路基宽度为24m时,路基的安全性为1.163;路基宽度为20m时,路基的安全性为1.163;路基宽度为30m时,路基的安全性为1.163。此数据表明,随着风积沙高填方路基宽度的变化路基的安全系数没有发生变化,风积沙高填方路基的宽度与路基的安全性没有关系。
再依据上述风积沙高填方路基安全性与填方高度没有关系,正常水平的风积沙高填方路基对风积沙高填方路基的安全性没有影响,不会随着填方的高度增大路基宽度的加长而安全性加强。
(三)边坡坡比
在保证其他影响风积沙高填方路基安全性因素不变的情况下,测试不同边坡坡比对风积沙高填方路安全性的影响。数据如下:边坡坡比为1:2时,坡角为26.57度,安全系数为1.413;边坡坡比为1:1.8时,坡角为29.06度,安全系数为1.263;边坡坡比为1:1.75时,坡角为29.75度,安全系数为1.238;边坡坡比为1:1.65时,坡角为31.22度,安全系数为1.163;边坡坡比为1:1.5时,坡角为33.69度,安全系数为1.063;边坡坡比为1:1.2时,坡角为39.81度,安全系数为0.838;
边坡坡比为1:1时,坡角为45度,安全系数为0.713。由此数据可见,路基的边坡坡比对路基的安全性影响较大,随着边坡坡比的增大路基的安全系数逐渐减小。
(四)内摩擦角
保证影响路基安全性的因素不变的情况下,改变内摩擦角的大小,得出内摩擦角与路基安全性关系。数据如下:内摩擦角为31.22度时,安全系数为1.012;内摩擦角为34.64度时,安全系数为1.163;内摩擦角为42度时,安全系数为1.463;内摩擦角为45度时,安全系数为1.588;内摩擦角为48度时,安全系数为1.963。由数据可见,内摩擦角对路基的安全系数影响较大,随着内摩擦角的增大路基的安全系数逐渐增大。
三、总结
对风积沙高填方路基的稳定性研究中,风积沙高填方路基填方高度与路基宽度对路基的安全性没有明显的影响,改变风积沙高填方路基填方高度与路基宽度,路基的安全性并不发生变化。路基边坡坡比与内摩擦角对路基的安全性影响较明显,在数据中体现了,增大路基边坡坡比路基的安全系数减小,增大内摩擦角路基的安全系数增大。修建公路应该选择边坡坡比较小的,内摩擦角较大的路段修建,保证风积沙高填方路基的安全性到达标准。
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