雅安地区过湿土加固FLAC3D数值模拟

饶 平,王遂泸,周 州,龚 成,陈 科

(四川蜀渝石油建筑安装工程有限责任公司,四川成都 610017)

雅安地区过湿土加固FLAC3D数值模拟

饶 平,王遂泸,周 州,龚 成,陈 科

(四川蜀渝石油建筑安装工程有限责任公司,四川成都 610017)

通过采用石灰加固、水泥加固、水泥加固化剂加固三种加固措施对雅安地区过湿土进行加固,利用 FLAC3D数值模拟软件分别对未加固过湿土,石灰加固,水泥加固,水泥加固化剂加固四种情况进行模拟,并对所得到的Z方向位移云图以及路基表面沉降监测点进行分析表明:三种加固措施达到了加固目的,减少了路堤的沉降量。其中采用水泥加固化剂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。

过湿土路堤; 填筑方案; FLAC3D; 沉降

1 过湿土的工程特性

过湿土的天然含水量大,粘性大,一般还含有膨胀性矿物质,其亲水性和持水性强,透水性差,晾晒困难且不易粉碎,工程性质差,要想使此类填料的密实度达到压实标准,就必须采取相应的措施,否则,经过碾压,土中多余的水份不能全部被排出,造成路基出现“弹簧现象”。

2 过湿土处治效果分析

2.1 FLAC模型方案选定

模拟方案选取路堤高度为7.5m,宽度为9m,路堤坡度为 1∶1.5,路堤土层分为四部分:从下往上分别为砂土,黏土,未加固过湿土,加固后的过湿土。其中砂土的厚度为 3 m,黏土的厚度为 3m,过湿土厚度为 1.5m。过湿土加固部分采用三种方案:石灰加固(石灰掺量为12%),水泥加固(水泥掺量为6%),水泥加固化剂加固(水泥掺量为 4%;所用固化剂为美国路邦EN-1土壤固化剂,掺量为0.2%),加固的过湿土厚度为 0.5m。路堤顶面受到的荷载按 30 t卡车后轮承重,可换算为 625 kPa的均布竖向荷载,具体岩土物理力学指标参见表 1。

为了更直观地了解路堤在荷载的作用下,三种不同加固方案得到的沉降情况,在路堤的左侧及中心分别设置了三个沉降监测点,监测点 1位于距路堤左侧边界 0.7m处,监测点 2位于距路堤左侧边界 1.5m处,监测点 3位于距路堤左侧边界4.5m处。

2.2 路堤沉降分析

图1 路堤FLAC3D模型结构图

图2 过湿土未加固Z方向位移云图

由图 2与图 3～图 5对比可以看出对过湿土图采取不同的加固措施都不同程度的减小了路堤的沉降量。采用石灰加固,水泥加固,水泥加固化剂加固三种加固方案的沉降量逐渐减小。通过表 2得到的三种方案下的各监测点的沉降量显示:过湿土未加固时监测点 1的沉降量最大达到 267.3 mm,经过三种加固措施后沉降量分别为 161.1 mm、87.5 mm、39.3mm,沉降量均有较大幅度的减小,其中水泥加固化剂加固沉降量最小,近似为未加固沉降量的七分之一,加固效果十分明显。监测点 2、监测点3可以得到同样的结论。

图3 石灰加固后Z方向位移云图

图4 水泥加固后Z方向位移云图

图5 水泥加固化剂加固后Z方向位移云图

3 结 论

通过FLAC3D模拟过湿土加固后的沉降情况表明:石灰加固,水泥加固,水泥加固化剂加固这三种加固措施都在不同程度上起到了加固过湿土,减小路堤沉降量的目的。其中水泥加固化剂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,但也较大幅度的减小了沉降。本文对过湿土加固的厚度为 0.5m,当改变过湿土加固厚度时路堤沉降的变化还需进一步研究。

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TU416.1+2

B

2010-03-05