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2005-08-13 00:00 【大 中 小】【打印】【我要糾錯】
摘要: 我國是交通事故頻發(fā)的國家,交通事故率和事故的嚴重程度已居世界首位,隨著(zhù)人們生活水平的提高,交通安全問(wèn)題已成為人們最關(guān)心的問(wèn)題。本文分析了道路交通事故產(chǎn)的主要原因和道路線(xiàn)形與道路交通事故的關(guān)系,提出了用布勞斯曲線(xiàn)改進(jìn)道路曲線(xiàn)的設計方法和道路線(xiàn)形設計的核查方法,以滿(mǎn)足行車(chē)的力學(xué)性能,同時(shí)滿(mǎn)足線(xiàn)形連續、指標均衡、視覺(jué)良好、景觀(guān)協(xié)調、安全舒適等要求,使道路曲線(xiàn)與地形和車(chē)輛的行駛軌跡達到完美的組合。
關(guān)鍵詞: 交通安全 布勞斯曲線(xiàn) 道路線(xiàn)形
我國是世界上黃土分布最廣泛的地區,而且在我國西北地區黃土地層也是最厚,最完整,分布連續,非常具有代表性。
由于黃土濕陷變形具有突變性,非連續性和不可逆性,對工程產(chǎn)生的危害嚴重,其主要原因是對黃土浸水后的變形特性和浸水破壞機理認識不夠。所以有必要對黃土浸水后的變形特性和浸水破壞機理做進(jìn)一步研究,建立系統的防治措施和設計計算方法,從而減少黃土濕陷對各種工程的危害。
1. 研究現狀
經(jīng)研究,影響黃土濕陷性的微觀(guān)因素主要有黃土的微觀(guān)結構特征、顆粒組成、化學(xué)成分;宏觀(guān)因素主要有黃土的含水量和上覆壓力大小。
對于微觀(guān)因素的研究主要集中在以下幾個(gè)方面:通過(guò)對骨架顆粒的微觀(guān)結構變形分析,認為黃土的濕陷過(guò)程就是骨架顆粒的分解和重新排布的過(guò)程;而對孔隙的微觀(guān)結構變形分析認為黃土的濕陷過(guò)程是大孔隙破壞,中孔隙變形,小空隙、微空隙增多,空隙比減小的過(guò)程;而對膠結物質(zhì)的微觀(guān)結構變化分析認為黃土的濕陷破壞主要是土中骨架顆粒膠結的破壞。在外力作用下,黃土顆粒原先的粒間膠結力遭到破壞,骨架顆粒脫離原先膠結力的約束而重新排列。
對于宏觀(guān)因素的研究主要集中在以下幾個(gè)方面:對于含水量的研究表明,隨初始水量的增大,結構強度連續降低,而且在低含水量下的降低幅度遠大于高含水量下的降低幅度; 對于上覆應力的研究表明,根據上覆應力的性質(zhì)可分為自重濕陷性黃土和非自重濕陷性黃土兩類(lèi),前者是指那些在自重壓力下浸水濕陷的黃土,這種黃土浸水后對構筑物危害極大,即使本身荷重不大的構筑物(公路、鐵路和機場(chǎng)跑道)受水浸后也會(huì )下沉;后者是指在土自重壓力下浸水不發(fā)生濕陷,只有在一定附加荷重下浸水才會(huì )濕陷的黃土。
本研究項目是交通部西部黃土課題的延續,現場(chǎng)試驗目前基本已經(jīng)完成,進(jìn)行了部分室內試驗,已經(jīng)獲得的試驗資料包括:黃土的物理性質(zhì)、力學(xué)性質(zhì)、化學(xué)成份和粘土礦物成份四項。通過(guò)對于已有資料進(jìn)行分析,確定濕陷系數與浸水時(shí)間、含水量的關(guān)系。
2.試驗內容
黃土具有特殊的工程性質(zhì),為了更好的了解黃土的性質(zhì),做好現場(chǎng)試驗研究,在對黃土路基進(jìn)行現場(chǎng)試驗研究之前,對所選定的銀古路輔路K13+140~200試驗路段黃土的物理、水理及力學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了現場(chǎng)取樣和室內土工試驗,共。督M原狀土樣和3組擾動(dòng)土樣。本研究是交通部西部黃土課題的延續。
(1) 土的物理性質(zhì)試驗:主要有顆粒分析試驗、天然含水量、天然密度和干密度、比重、孔隙比、飽和度試驗、滲透性試驗和液、塑限等試驗。
(2) 土的力學(xué)試驗:主要有直接抗剪強度試驗、三軸排水固結試驗、無(wú)側限抗壓強度試驗、壓縮試驗。
(3) 土的化學(xué)成份分析:主要分析了黃土的化學(xué)成份。
(4) 土的粘土礦物成份分析:主要進(jìn)行了黃土的X射線(xiàn)定量分析。
(5) 黃土水理性質(zhì)試驗:滲透試驗、濕陷試驗
3. 試驗結果及分析從顆粒分析試驗可以看出,該處地基土的主要為顆粒均小于0.25 mm的粉狀黃土,粉粒直徑為(0.75~0.005mm),少數土樣是以粘粒(<0.005mm)為主的粉質(zhì)粘土或以粉砂粒(0.25~0.075mm)為主的粉砂。從黃土的顆粒分析結果可知,該區黃土為近源風(fēng)積為主,顆粒主要為粉粒,含有較多的粉砂粒。
3.2 黃土樣物理性質(zhì)試驗:分別對6組原狀土樣和3組擾動(dòng)土樣進(jìn)行了土的物理性質(zhì)試驗。
根據土的物理性質(zhì)試驗分析可知,該試驗段粉狀黃土的天然含水量一般在10%左右,天然密度1.60~1.71g/cm3,干密度為1.45~158g/cm3,飽和度為32.6~31.9%,天然孔隙比為0.697~0.848,說(shuō)明該段黃土由于粉粒含量較高,并含有少量粉砂粒,導致黃土具有較大的干密度和較小的孔隙比,并且具有較好的透氣性和透水性,所以該黃土具有較低的天然含水量。
由黃土的稠度分析指標可知,黃土的液限較低,一般為21.2~27.4%,說(shuō)明該黃土由于粉粒含量較高,在較低的含水量時(shí)即可產(chǎn)生液化,導致黃土的濕陷和破壞。所以黃土路基的病害防治應以防水為主,并輔以其它的工程措施。
3.3 濕陷試驗:濕陷試驗表明,只有2-(1) 和3-(2)兩個(gè)土樣濕陷較為明顯,為中等濕陷性黃土(濕陷系數為0.03~0.07之間),其他土樣濕陷性均不明顯。
在對土樣的室內研究中,除了對土樣的一般物理性質(zhì)進(jìn)行試驗外,還對土樣的濕陷性與浸水的關(guān)系進(jìn)行了研究,不僅對試驗路段的黃土進(jìn)行了研究,還對其它路段的黃土浸水特性進(jìn)行了對比研究。如黃土的變形量與浸水時(shí)間的關(guān)系、濕陷量與含水量及飽和度的關(guān)系,為土工材料在道路病害中的防治方法提供了依據。
黃土浸水時(shí)間與濕陷變形系數關(guān)系,寧夏黃土的濕陷產(chǎn)生和一般黃土的濕陷性質(zhì)一樣,均為快速形成,但不同地區由于黃土的顆粒組成和化學(xué)成份不同,濕陷產(chǎn)生的速度不同,在西部和北部地區,由于接近顆粒源區,顆粒直徑相對較大,并含有較多的可溶鹽類(lèi),粒間接觸以點(diǎn)接觸為主,可溶鹽充填,孔隙類(lèi)型以架空孔隙為主,在受到水浸后,可溶鹽的運移需要一個(gè)過(guò)程,產(chǎn)生濕陷的速度相對較慢,濕陷變形量也相對較小,大約產(chǎn)生濕陷的過(guò)程需要10~20分鐘,而南部和東部地區黃土,顆粒較細,礦物顆粒多呈片狀,孔隙多為絮狀結構,易被壓縮而產(chǎn)生快速的壓縮變形,導致濕陷的形成,而且濕陷變形量往往較大,產(chǎn)生濕陷的過(guò)程較短,一般在幾十秒內即形成大范圍的濕陷。
當黃土處于干燥狀態(tài)時(shí),黃土的變形系數很;當黃土的含水量增加,變形系數隨著(zhù)含水量的增加而明顯增大;當含水量達到一定程度時(shí),含水量增加而變形系數趨于一穩定值;然后隨著(zhù)黃土的含水量的繼續增加,到某一極限值后,黃土的含水量增加,變形系數再次明顯增加。
在黃土的增濕變形過(guò)程中,黃土的變形系數變化經(jīng)歷了兩次快速增加的過(guò)程,第一階段即黃土的含水量增加,黃土的變形系數增大的過(guò)程,也即黃土隨著(zhù)含水量的增加產(chǎn)生濕陷的過(guò)程,當黃土的含水量增加到20% 左右時(shí),變形系數不再增加,即濕陷系數趨于穩定或逐漸減小,至含水量增加到25%左右時(shí),黃土的變形量基本穩定,濕陷性基本消失。第二階段是當黃土原含水量增加到25%以后,隨著(zhù)黃土含水量的增加,黃土所產(chǎn)生的變形繼續增加,即黃土開(kāi)始產(chǎn)生液化變形,在一定的壓力作用下,黃土顆粒間粘結力消失,產(chǎn)生快速變形而黃土產(chǎn)生結構破壞,呈液態(tài)形式,這是黃土含水量增加產(chǎn)生液化的階段。
當黃土處于干燥狀態(tài)時(shí),黃土的變形系數很;當黃土的飽和度增加,變形系數隨著(zhù)飽和度的增加而明顯增大;當含水量達到一定程度時(shí),飽和度增加而變形系數趨于某一穩定值;然后隨著(zhù)黃土的飽和度的繼續增加,到某一極限值后,黃土的飽和度增加,變形系數再次明顯增加。這一規律與黃土的含水量和變形系數關(guān)系一致。
4. 結論
本研究是交通部西部黃土課題的延續,研究重點(diǎn)濕對試驗數據進(jìn)行整理、分析,從而獲得濕陷變形系數于浸水時(shí)間、含水量之間的關(guān)系,得出結論如下:
(1)黃土浸水初期,濕陷變形系數迅速增加。經(jīng)過(guò)10~20分鐘,濕陷變形趨于穩定。濕陷變形速度的不同是由于黃土的微觀(guān)結構存在差異而造成的。
(2)當含水量較低時(shí),濕陷變形系數隨含水量的增大而增大;當含水量達到某一定值時(shí),黃土的濕陷變形系數呈階梯狀增長(cháng);當含水量超過(guò)25%后,黃土產(chǎn)生液化。
(3)黃土的飽和度和變形系數關(guān)系與黃土的含水量和變形系數關(guān)系一致。
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