论文部分内容阅读
摘 要:公路路基边坡是公路的主要组成结构,我国科研人员长期花费大量的研究精力在公路路基边坡的防护方面,在上世纪八十年代之前,我国建设的公路等级都比较低,很少需要进行深挖高填,公路的建设成本低,因此往往忽略了对公路边坡路基的防护以及研究。在上世纪九十年代之后,我国进入高速发展时期,公路的建设等级不断提高,经常会出现深挖高填,但是在边坡路基的处理方面,还是在用之前的处理方式,没有对公路边坡路基的防护进行综合考虑,为之后的使用留下了巨大的安全隐患,在进行公路修建时,在使用过程中边坡路基出现坍塌事故,带来了巨大的经济损失,同时为社会带来了恶劣的影响。现阶段,我国在公路边坡路基的理论与实践研究方面,借鉴吸取了大量的经验教训,已经取得了巨大的突破和发展。
关键词:公路路基;边坡稳定性;加固技术
1公路路基边坡问题研究现状
现阶段人们已经认识到了对路基边坡稳定性控制的重要性,在路基边坡稳定性分析时,已经开始采用可视化建模以及非线性理论进行分析评价,同时有了大量的资料以及建设经验进行参考,很大程度上增加了可视化建模在对边坡稳定性进行分析评价时的应用效果,将可视化建模的应用性以及实用性充分的发挥出来。另外,在对路基边坡稳定性进行分析时,由之前的定性分析逐渐变化为现阶段的定量分析。定性分析方法主要是通过工程类比、图解法等方式来进行分析,定量分析法则边坡的类型,进行稳定性分析的目的,分析的精度等因素进行综合考虑,选择最合适的分析方法。(1)定性分析法,先进行地质勘查,分析变形破坏的方式,可能影响边坡稳定性的因素,变形区域的变形原因等,对边坡的稳定状况进行评价,做出定性说明报告,阐明路基边坡的变化趋势。(2)定量分析法,定量分析法类型比较多,需要结合实际情况进行选择,通常使用较多的有刚体极限平衡分析法以及数值分析法。刚体极限平衡分析法,先对边坡的破坏进行假定,由土体滑动引发,滑动面可以是平面,也可以是圆弧面,也可以是其它不规则形式面,对受到滑动产生的隔离体进行静力平衡分析,进而计算出破坏载荷。在进行静力平衡分析时,部分方法是考虑隔离体的整体平衡,部分方法是将隔离体划分为若干个竖直方向的土条,针对每个土条进行静力平衡分析,再综合进行考虑。最小破坏载荷也叫极限载荷,与极限载荷对应的滑动面是最危险滑动面。之后,对最危险滑弧位置的规律进行分析,目前已经出现了多种分析计算软件,使得复杂的问题变得简单化,减少了实际计算量。但是,通过这种方法来对路基边坡稳定性进行分析,对于土体本身的应力变化关系没有进行详细的考虑,计算出的土条内力以及反力与实际内力、反力还存在一定的差别。数值计算法在岩土工程中的应用非常广泛,其分析效果也十分理想。先对边坡岩体的非均质以及不连续性进行详细的考虑,计算出土体的应力大小以及分布情况,在对边坡的变形破坏机制进行分析考虑,将最容易出现问题以及最需要加固的部分分析出来。通过这种方法,可以对边坡的流变效应、孔隙水压力、膨胀软化等情况进行分析,但是在应力集中、大变形求解方面还存在一定的缺陷。
2公路边坡的稳定性
公路的稳定性,除了要依靠自身路基的稳定性外,在其边缘,还要处理好边坡确保其稳定性,不对公路体产生蚕食现象。因此,在公路建设开发前应对其边坡的稳定性进行严格分析,在路基开挖过程中要对易出现滑塌的部位进行严格的审查。保证稳定性。
2.1公路边坡的应用功能
大多的公路并不是与周边的地坪高程一致,而是要高出周边的地坪。在公路与周边接壤的地方,需要治理边坡来巩固土壤的稳定。例如,在山区丘陵地带修筑公路,经过开挖后,公路从山间穿过。为防止公路穿过的山体两侧在雨季出现滑塌等灾害时的情况,通常要对速公路两侧边坡进行治理,以牵制松动的岩土。
2.2公路边坡稳定性研究
对公路边坡稳定性的研究主要集中在建设前的可行性研究,以及建设后的安全性评估两个方面,而前者应用最为重要。例如,同一条公路在穿过两个岩土工程性质不同的山地时,对边坡的稳定性评价就会不一样。在经过实地计量、科学计算之后,尤其是结合现代的云计算和大数据技术,运用物理学和数学的知识得出两段山地的不同稳定性评价结果,然后才能根据结果进行有目的地加固治理。
3边坡稳定性影响因素分析
影响边坡稳定性的因素通常来自于两个方面,即自然与人为。前者更多的是主要涉及基础性的原因,而后者则多为加剧的因素。
3.1自然因素
自然因素主要体现在风、雨等常见因素,少见于地震等因素。例如,公路穿越山丘,其高度较高,但又不足以建设隧道,此时山体的施工建设之后的残体往往呈现较大的坡度。在长期的风化作用下,该开放式的岩体会逐渐流失水分,土壤松动。一旦遇到较大的雨水,松垮的土壤就会脱离原岩体,被水流冲刷到公路上。这里面,土壤性质的自我变化成为了基础性的原因,而雨水、风等外力成为了诱发因素。
3.2人为因素
山体上开发公路路基过程中,人为的施工因素(水平)和处理不当的措施,都是造成边坡不稳定的人为因素。例如,在山体岩体公路开辟通道时工程技术人员勘察设计做的不够充分。施工过程中受施工环境和施工水平的影响,在破坏了原来岩体的完整性和应力结构的条件下,又未能在坡度和护坡处理等方面进行及时处理,就有可能在日后自然因素的影響下出现边坡的不稳定性。
4公路边坡稳定性治理方法
边坡稳定性的治理,一般应基于测绘分析,勘察设计,设计方案优化,然后精心组织施工。依据边坡的高度和工程地质条件选用合理的治理方法,治理的方法有自然护坡和工程防护措施治理法,如六角护坡砖与内植草法、SNS柔性防护网、砌块石等。未来还要加大研发信息技术对易滑塌地段的监测和维护,确保对边坡的治理预控。
4.1治理加固方案设计
加固方案的设计,需要在常用加固方法的基础上,根据边坡工程地质情况进行调整。例如,同样在一段公路上,其两侧的山体坡度不一,其加固的方法也必然不同。一侧坡度较小,土质较为坚硬,则可以采用绿化护坡的方式,利用植物的根系来牵制和保持水土;另一侧坡度较大且土质较为松软,则需要采取投入更大的,但同时也更为稳固的圬工体护坡。这两种方案的选用都是基于岩土工程性质及地质条件的的评估,确认采用每种护坡方式对各自的坡度以及土质情况相适应,在控制成本的前提下实现功能的最大化。
4.2常用治理加固措施
在明确了治理和加固方案之后,就需要将设计方案体现在实践中。公路建设中常用的边坡护理加固措施主要包括方式和工艺两个方面。在治理方式上,通常需要借助外力的作用对边坡进行护坡巩固。例如,对需要利用植被护坡的边坡,在方式的选择上我们有利用草坪以及三维植被网等。借助植被在表层形成盘根错节的根系对土壤的保护,有效抑制暴雨对边坡的冲刷,保持边坡的稳定性。
5结语
综上所述,现阶段在公路路基边坡的理论与实践研究方面已经有了一定的进展和突破,但是设计中还存在一些问题,在实际设计过程中,需要重视并行性、反馈性、智能性以及绿色性原则,提高公路路基边坡设计质量,做好公路路基边坡问题的处理工作。
参考文献
[1]顾垒.边坡稳定性分析及加固原理在攀枝花干通路高边坡工程的应用[D].西南交通大学,2016.
[2]黄建雄.公路边坡养护管理信息系统的开发与研究[D].华南理工大学,2016.
[3]尹剑.公路边坡生态防护及应用技术研究[D].长安大学,2016.
[4]余茂贵.高速公路路基边坡稳定性的影响因素及防治措施[J].建材与装饰,2016,(45):283-284.
(作者单位:南京东部路桥工程有限公司)
关键词:公路路基;边坡稳定性;加固技术
1公路路基边坡问题研究现状
现阶段人们已经认识到了对路基边坡稳定性控制的重要性,在路基边坡稳定性分析时,已经开始采用可视化建模以及非线性理论进行分析评价,同时有了大量的资料以及建设经验进行参考,很大程度上增加了可视化建模在对边坡稳定性进行分析评价时的应用效果,将可视化建模的应用性以及实用性充分的发挥出来。另外,在对路基边坡稳定性进行分析时,由之前的定性分析逐渐变化为现阶段的定量分析。定性分析方法主要是通过工程类比、图解法等方式来进行分析,定量分析法则边坡的类型,进行稳定性分析的目的,分析的精度等因素进行综合考虑,选择最合适的分析方法。(1)定性分析法,先进行地质勘查,分析变形破坏的方式,可能影响边坡稳定性的因素,变形区域的变形原因等,对边坡的稳定状况进行评价,做出定性说明报告,阐明路基边坡的变化趋势。(2)定量分析法,定量分析法类型比较多,需要结合实际情况进行选择,通常使用较多的有刚体极限平衡分析法以及数值分析法。刚体极限平衡分析法,先对边坡的破坏进行假定,由土体滑动引发,滑动面可以是平面,也可以是圆弧面,也可以是其它不规则形式面,对受到滑动产生的隔离体进行静力平衡分析,进而计算出破坏载荷。在进行静力平衡分析时,部分方法是考虑隔离体的整体平衡,部分方法是将隔离体划分为若干个竖直方向的土条,针对每个土条进行静力平衡分析,再综合进行考虑。最小破坏载荷也叫极限载荷,与极限载荷对应的滑动面是最危险滑动面。之后,对最危险滑弧位置的规律进行分析,目前已经出现了多种分析计算软件,使得复杂的问题变得简单化,减少了实际计算量。但是,通过这种方法来对路基边坡稳定性进行分析,对于土体本身的应力变化关系没有进行详细的考虑,计算出的土条内力以及反力与实际内力、反力还存在一定的差别。数值计算法在岩土工程中的应用非常广泛,其分析效果也十分理想。先对边坡岩体的非均质以及不连续性进行详细的考虑,计算出土体的应力大小以及分布情况,在对边坡的变形破坏机制进行分析考虑,将最容易出现问题以及最需要加固的部分分析出来。通过这种方法,可以对边坡的流变效应、孔隙水压力、膨胀软化等情况进行分析,但是在应力集中、大变形求解方面还存在一定的缺陷。
2公路边坡的稳定性
公路的稳定性,除了要依靠自身路基的稳定性外,在其边缘,还要处理好边坡确保其稳定性,不对公路体产生蚕食现象。因此,在公路建设开发前应对其边坡的稳定性进行严格分析,在路基开挖过程中要对易出现滑塌的部位进行严格的审查。保证稳定性。
2.1公路边坡的应用功能
大多的公路并不是与周边的地坪高程一致,而是要高出周边的地坪。在公路与周边接壤的地方,需要治理边坡来巩固土壤的稳定。例如,在山区丘陵地带修筑公路,经过开挖后,公路从山间穿过。为防止公路穿过的山体两侧在雨季出现滑塌等灾害时的情况,通常要对速公路两侧边坡进行治理,以牵制松动的岩土。
2.2公路边坡稳定性研究
对公路边坡稳定性的研究主要集中在建设前的可行性研究,以及建设后的安全性评估两个方面,而前者应用最为重要。例如,同一条公路在穿过两个岩土工程性质不同的山地时,对边坡的稳定性评价就会不一样。在经过实地计量、科学计算之后,尤其是结合现代的云计算和大数据技术,运用物理学和数学的知识得出两段山地的不同稳定性评价结果,然后才能根据结果进行有目的地加固治理。
3边坡稳定性影响因素分析
影响边坡稳定性的因素通常来自于两个方面,即自然与人为。前者更多的是主要涉及基础性的原因,而后者则多为加剧的因素。
3.1自然因素
自然因素主要体现在风、雨等常见因素,少见于地震等因素。例如,公路穿越山丘,其高度较高,但又不足以建设隧道,此时山体的施工建设之后的残体往往呈现较大的坡度。在长期的风化作用下,该开放式的岩体会逐渐流失水分,土壤松动。一旦遇到较大的雨水,松垮的土壤就会脱离原岩体,被水流冲刷到公路上。这里面,土壤性质的自我变化成为了基础性的原因,而雨水、风等外力成为了诱发因素。
3.2人为因素
山体上开发公路路基过程中,人为的施工因素(水平)和处理不当的措施,都是造成边坡不稳定的人为因素。例如,在山体岩体公路开辟通道时工程技术人员勘察设计做的不够充分。施工过程中受施工环境和施工水平的影响,在破坏了原来岩体的完整性和应力结构的条件下,又未能在坡度和护坡处理等方面进行及时处理,就有可能在日后自然因素的影響下出现边坡的不稳定性。
4公路边坡稳定性治理方法
边坡稳定性的治理,一般应基于测绘分析,勘察设计,设计方案优化,然后精心组织施工。依据边坡的高度和工程地质条件选用合理的治理方法,治理的方法有自然护坡和工程防护措施治理法,如六角护坡砖与内植草法、SNS柔性防护网、砌块石等。未来还要加大研发信息技术对易滑塌地段的监测和维护,确保对边坡的治理预控。
4.1治理加固方案设计
加固方案的设计,需要在常用加固方法的基础上,根据边坡工程地质情况进行调整。例如,同样在一段公路上,其两侧的山体坡度不一,其加固的方法也必然不同。一侧坡度较小,土质较为坚硬,则可以采用绿化护坡的方式,利用植物的根系来牵制和保持水土;另一侧坡度较大且土质较为松软,则需要采取投入更大的,但同时也更为稳固的圬工体护坡。这两种方案的选用都是基于岩土工程性质及地质条件的的评估,确认采用每种护坡方式对各自的坡度以及土质情况相适应,在控制成本的前提下实现功能的最大化。
4.2常用治理加固措施
在明确了治理和加固方案之后,就需要将设计方案体现在实践中。公路建设中常用的边坡护理加固措施主要包括方式和工艺两个方面。在治理方式上,通常需要借助外力的作用对边坡进行护坡巩固。例如,对需要利用植被护坡的边坡,在方式的选择上我们有利用草坪以及三维植被网等。借助植被在表层形成盘根错节的根系对土壤的保护,有效抑制暴雨对边坡的冲刷,保持边坡的稳定性。
5结语
综上所述,现阶段在公路路基边坡的理论与实践研究方面已经有了一定的进展和突破,但是设计中还存在一些问题,在实际设计过程中,需要重视并行性、反馈性、智能性以及绿色性原则,提高公路路基边坡设计质量,做好公路路基边坡问题的处理工作。
参考文献
[1]顾垒.边坡稳定性分析及加固原理在攀枝花干通路高边坡工程的应用[D].西南交通大学,2016.
[2]黄建雄.公路边坡养护管理信息系统的开发与研究[D].华南理工大学,2016.
[3]尹剑.公路边坡生态防护及应用技术研究[D].长安大学,2016.
[4]余茂贵.高速公路路基边坡稳定性的影响因素及防治措施[J].建材与装饰,2016,(45):283-284.
(作者单位:南京东部路桥工程有限公司)