路堑边坡降雨入渗对路基渗沟渗流量影响分 析.pdfVIP

第42卷第3期 湖 南 交 通 科 技 V01．42No．3 2016年 9月 HUNAN COMMUNICATION SCIENCEAND TECHNOLOGY Sep．2016 文章编号：1008—844X(2016)03—0001—05 路堑边坡降雨入渗对路基渗沟渗流量影响分析 郭 鑫 。李志勇 (1．长沙理工大学 交通运输工程学院，湖南 长沙 410114； 2．湖南省交通科学研究院，湖南 长沙 410015) 摘 要：以路堑边坡工程为例，采用非饱和土理论和有限单元法分析降雨入渗对渗沟流 量的影响。研究过程中选取两类土分别模拟3种典型渗沟在4种降雨条件下渗流量的变化规 律，并与公式法和饱和流有限单元法计算结果进行比较分析。研究表明：当渗沟沟底设在不 透水层上或不透水层坡度较陡时公式法所得结果与饱和一非饱和流有限单元法结果相比偏 小，当沟底距不透水层较远时公式法所得结果偏大；短时间降雨对渗流量基本无影响，长时 间降雨对渗流量有明显的影响，且对浅埋渗沟的影响大于深埋渗沟。 关键词：路堑；边坡；非饱和土；降雨；渗沟；渗流量 中图分类号：U416．13 文献标识码 ：A SEEP／W软件模拟了道路渗流场，认为渗沟或集水 0 引言 管同排水层共同使用可更好地排除路基水分；刘文 公路路基病害种类很多，如沉陷、冻胀、冲刷 华 分析了降雨人渗条件下非饱和土路基的含水 以及沼泽化等，形成病害的原因也很复杂，但水的 率和基质吸力的分布规律，认为降雨对路基土有明 作用是主要因素之一。影响路基稳定的水主要有两 显影响。 个来源：地下水和降雨。地下水的水位变化对路基 本文基于非饱和土渗流理论，使用 SEEP／W 土的弯沉和回弹模量有很大的影响，通过弯沉和回 软件对路堑边坡降雨人渗进行分析，模拟2种不同 弹模量的变化进而对路面各层应力分布产生影响。 埋深的渗沟在4种降雨条件下3种不同形式的渗沟 降雨除了对边坡稳定性产生影响外，还会通过渗流 渗流量变化，同时与 《规范》中渗流量计算结果 以及饱和流有限单元法分析结果进行比较分析 。 的方式从边坡人渗至路基，影响路基内地下水的渗 流。 1 渗流量有限单元法理论 在我国现行的 《公路排水设计规范》… (以下 1．1 非饱和土理论 简称 《规范》)中，在路基排水方面提供了很多成 Fredlund在对非饱和土应力进行研究时，提出 熟的方法，其中渗沟是 目前高速公路建设中用于处 采用2种独立应力状态变量来分析非饱和土的理论 理路基内部排水问题的主要设施。在 《规范》 中 应力，这2种应力状态分别是：基质吸力 (u 一 将渗沟分为3类：沟底设置在不透水层上的渗沟、 )和净法向应力 ( 一 。)，式中：．t／。表示孔隙 沟底距不透水层较远的渗沟和不透水层横向坡度较 气压力； 表示孔隙水压力； 表示土体单元法向 陡的渗沟。但 《规范》 中给出的计算公式是基于 应力。当 (“。一u)=0时代表此时土体为饱和 饱和土渗流理论推