对应于路基顶宽12m的路堤,共进行了12组平面应变模型的离心试验研究(模型比为1∶200)。 路堤高度 从30m至63.8m, 边坡从 1∶1.75 变至1∶0.5。 试验土体干容重分γd=16.17kN/m3和17.64kN/m3两种。重点模拟了路堤在施工过程中、完工时刻、路堤挡水时三种情况下路堤的性态。模拟的固结变形期为2.3~7.2年,试验时对整个剖面布置了变形观测网,并安装若干位移传感器和土压力盒,测定堤顶沉降和堤内土压力。试验结果表明,当填土干容重γd=16.17kN/m3时,建在天然新黄土上的46m高的黄土路堤,当边坡为1∶1.5时,路堤建成7.2年后,堤顶沉降为100cm;而建在板岩(接近刚性)上的路堤,当边坡比1∶1.5时,建成7.2年后,挡水20m深堤顶沉降为143.7cm,即压实度为86%时,沉降比达3.1%~3.2%。当填土干容重达17.64kN/m3,即压实度达94%时,30m高路堤的沉降比,在不挡水时为0.3%~1.3%,挡水时为0.34%~1.39%。高63.8m的路堤不挡水时,边坡降至1∶0.5时,仍能稳定,且沉降比只为0.60%。但不断挡水和坡面浸水时,边坡1∶1.2为临界边坡,当坡比n≥1.2时,沉降比仅为0.62%,而坡比n降至1.0时,沉降比升至1.25%,当坡比降至0.63时,路堤边坡将整体滑移。
根据试验结果,对于60m以下高度的路堤,从变形角度看,在挡水、坡面冲刷等不利组合下,边坡取1∶1.2是合适的,而从稳定角度看,边坡还可以陡一些。
老黄土或红色黄土地区的路堑边坡情况,也接近上述结果。
当然,在施工过程中采用相关的
建筑软件会取到事半功倍的效果。