【摘 要】
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为探究采用不同结构毛细阻滞覆盖层处治的膨胀土边坡的防渗能力,基于非饱和渗流理论并运用Geo Studio有限元软件,开展持续大雨作用下“细-粗”型(I型)、“细-导排层-粗”型(Ⅱ型)、“细-粗-细”型(Ⅲ型)和“细-粗-细-粗”型(Ⅳ型)这4种毛细阻滞覆盖层(厚度均为5 m)处治膨胀土边坡的渗流及稳定性数值分析,研究不同降雨历时下各覆盖层内部体积含水率的分布特性、膨胀土边坡的体积含水率变化规律及其对边坡安全系数的影响.研究结果表明:在持续大雨作用下,不同结构覆盖层均能在一定程度上减少降雨渗入边坡内部膨胀
【机 构】
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长沙理工大学交通运输工程学院,湖南长沙,410114;广东鸿高建设集团有限公司,广东东莞,523507;长沙理工大学交通运输工程学院,湖南长沙,410114;长沙学院土木工程学院,湖南长沙,41002
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为探究采用不同结构毛细阻滞覆盖层处治的膨胀土边坡的防渗能力,基于非饱和渗流理论并运用Geo Studio有限元软件,开展持续大雨作用下“细-粗”型(I型)、“细-导排层-粗”型(Ⅱ型)、“细-粗-细”型(Ⅲ型)和“细-粗-细-粗”型(Ⅳ型)这4种毛细阻滞覆盖层(厚度均为5 m)处治膨胀土边坡的渗流及稳定性数值分析,研究不同降雨历时下各覆盖层内部体积含水率的分布特性、膨胀土边坡的体积含水率变化规律及其对边坡安全系数的影响.研究结果表明:在持续大雨作用下,不同结构覆盖层均能在一定程度上减少降雨渗入边坡内部膨胀土;雨水入渗突破不同结构覆盖层所需的时间不同,覆盖层按防渗性能由强至弱顺序排列依次为Ⅱ型、Ⅳ型、I型和Ⅲ型;未经处治边坡的安全系数急剧降低,易发生破坏;4种覆盖层处治边坡的安全系数均在降雨前期稍降低;在长期降雨条件下,I型和Ⅲ型覆盖层处治边坡的安全系数降幅大,而Ⅱ型和Ⅳ型覆盖层处治边坡的安全系数降幅较小,且各方案处治的边坡稳定性较好.因此,建议在实际工程采用Ⅱ型和Ⅳ型毛细阻滞覆盖层处治膨胀土边坡.
其他文献
以广西壮族自治区宁明某膨胀土边坡实体工程为背景,分析平缓型膨胀土边坡的滑塌演变特征及其致滑机理.结合轻型动力触探试验结果与布设的测斜管破坏情况,获取该膨胀土边坡滑裂面深度及形状.然后,通过干湿循环试验和直剪试验对比分析边坡滑裂面处膨胀土与干湿循环作用下坡体膨胀土的抗剪强度参数的差异.最后,基于Janbu法,引入膨胀力,推导膨胀土边坡稳定性计算式,并基于工程实例分析干湿循环作用下膨胀土边坡稳定性变化规律.研究结果表明:宁明膨胀土边坡发生浅层失稳破坏,呈滑体后缘拉裂下沉、前缘圆弧状剪切滑出特征;随着干湿循环次
通过有荷膨胀率试验、干湿循环试验和强度试验,研究裂隙发育对土体强度及坡体渗流条件的影响;基于温度场、湿度场等效理论模拟吸湿膨胀;分别采用干湿循环强度和完全软化强度计算膨胀土边坡安全系数;综合考虑边坡土层分区、土体强度参数取值、浸润线等因素,提出基于完全软化强度的膨胀土边坡滑动稳定性极限平衡分析方法,模拟膨胀土边坡浅层渐进式破坏过程,并用算例验证所提方法的适用性.研究结果表明:随裂隙发育程度增大以及浸润线位置升高,膨胀土边坡稳定性降低;膨胀土裂隙性是影响边坡稳定性的关键因素,裂隙引起的土体强度衰减及渗流条件
为论证引江济淮工程规划的可行性,针对膨胀土和崩解岩的处治问题,采用原位试验的方法,辅助采用模型试验和室内试验方法,在工程的可行性研究阶段开展试验工程,针对膨胀土及崩解性砂软岩的防护问题开展研究.研究结果表明:江淮膨胀土层呈非连续分布,主要呈弱膨胀性、低渗透性,新生裂隙深度在6个月时可达1.2 m.膨胀土强度指标黏聚力的合理试验面积近似为表面裂隙率统计面积的合理面积与比例系数的乘积.采用PIV成像技术可建立膨胀土样本在限定风干条件下的表面面积收缩时程线,据此鉴别原状土的膨胀性.采用崩解性砂软岩改良膨胀土,可
以湖北当阳某膨胀土边坡实体工程为依托,结合工程实际调研和现场测斜数据,观测上覆堆载和膨胀力作用下膨胀土边坡的失稳滑移位置及其形状特征,分析膨胀土边坡的滑动破坏特征及其致滑机制.结合膨胀土强度参数、膨胀力等物理力学指标,基于Bishop法、Janbu法等基本思想,推导上覆堆载和膨胀力作用下的膨胀土边坡稳定性计算公式.基于工程实例,分析上覆堆载、位置以及膨胀力对膨胀土边坡稳定性的影响.研究结果表明:在上覆堆载和水分入渗的作用下,当阳地区膨胀土边坡呈整体滑移破坏,呈现坡体后缘开裂、前缘圆弧状滑出的特征;堆载荷载
为揭示降雨入渗条件下膨胀土膨胀各向异性对边坡破坏的作用机理,引入2个与基质吸力相关的弹性模量描述膨胀的各向异性行为,对非饱和土非线性弹性模型进行修正,并通过室内膨胀试验结果对模型的可靠性进行验证.通过二次开发和有限元计算软件,建立可考虑膨胀各向异性的非饱和膨胀土边坡数值计算方法.依托湖北安猇路实体工程,针对膨胀各向异性、膨胀各向同性和不考虑膨胀这3种工况,通过数值模拟得到降雨7d内的膨胀土边坡内部湿度场和应力场分布与演变规律.根据摩尔?库仑强度理论,对比分析降雨入渗条件下边坡坡脚、坡中、坡顶处的应力状态变
为明确干燥蒸发过程中膨胀土边坡挡墙侧向土压力的变化规律,提出简单有效的侧向土压力预测方法.首先,基于非饱和土力学双应力变量理论,分析脱湿过程中不同深度土体单元的应力状态,阐明膨胀土收缩变形对挡墙侧向土压力的影响机制和膨胀土中裂隙的发育机理,提出膨胀土开裂深度的计算方法;其次,假定膨胀土的增湿膨胀变形和脱湿收缩变形完全可逆,通过叠加法建立干燥蒸发条件下挡墙侧向土压力的计算模型;最后,考虑吸力和挡墙粗糙度的影响,改进朗肯土压力理论,建立4种工况下的挡墙主动土压力计算模型.研究结果表明:膨胀土中裂隙的发育由表及
通过分析自然环境下膨胀土含水率随深度的变化规律,建立竖向膨胀力与膨胀率、上覆荷载的关系方程,并探讨水平膨胀力的计算方法.开展桩板结构水平膨胀力室内模型试验研究,结合试验结果与已有研究基础,提出膨胀土边坡桩板结构水平膨胀力的“反K形”分布模式.根据桩板结构特点,基于水平膨胀力的“反K形”分布、梯形分布模式推导桩板结构的桩体剪力和弯矩计算公式,并将桩体弯矩计算结果与现场试验结果进行对比.研究结果表明:基于水平膨胀力“反K形”分布得到的桩身内力具有较高的可靠性,验证了桩板结构水平膨胀力“反K形”分布的合理性和有
膨胀土灾害是一类特殊岩土灾害,边坡滑动是膨胀土灾害的主要形式之一.本文简述了膨胀土边坡滑动的一般机理,提出膨胀土边坡滑动的根本原因在于膨胀土的胀缩性和裂隙性.按照“防渗保湿”“治本消胀”“刚性支挡”“以柔制胀”和“刚柔并济”5种治理原则,对膨胀土边坡加固技术进行了详细的梳理和总结.研究结果表明:1)对于膨胀土边坡采用单纯的“刚性支挡”并不具有经济性和合理性;2)“治本消胀”体现了“治病要治根”的理念,但现有技术存在不足.新的化学、生物改性技术方兴未艾,但多处于研究阶段,其实用性有待检验;3)土工合成材料丰
针对侧限条件(即K0状态)下压实膨胀土在吸湿饱和过程中的侧向压力问题,采用K0固结仪对南阳压实膨胀土开展试验研究,测定:1)竖向荷载σv与试样浸水饱和后的侧向压力PL和孔隙比e的关系以及饱和试样在一维固结过程中的PL?σv?e关系;2)不同初始干密度ρd0以及制样含水率w0条件下等体积浸水饱和过程中试样的侧向压力PL0与竖向压力σv0的关系;3)当σv=50 kPa时,ρd0和w0对PL的影响.探讨压实过程中产生的残余侧压力Pr对PL的影响以及侧向膨胀力PEX随σv的变化规律.研究结果表明:Pr对饱和试样
为分析大气环境下膨胀土高边坡组合式支挡结构的支护响应,对南昆铁路1个膨胀土高边坡多级组合式支挡结构(框架梁锚杆(锚索)+抗滑桩组合式支挡结构)中的土体湿度、土压力、桩身弯矩、坡面位移进行现场监测,分析大气环境下支挡结构的力学演变特征.研究结果表明:监测期间,土体经历了干湿循环作用,引起土体胀缩变形;抗滑桩后土压力走势与土体湿度变化趋势基本一致,且桩后土压力介于主动土压力与静止土压力之间;框架梁后土压力与锚索拉力均自上而下增大,有必要加强边坡底部防护;抗滑桩弯矩增量沿深度呈反C形分布特征,其最大值位于桩身前