水利工程堤坝护坡植被修复技术与方法研究——评《水电工程陡边坡植被混凝土生态修复技术规范》

水利工程是当今社会十分常见的工程项目,可提高社会充分利用水资源的能力与效率,为生态环境建设提供帮助。但这种工程建设也对土地环境造成了影响,因施工造成的人工创面范围较大,施工区域的植被破坏、水土流失问题日益严重,尤其是在堤坝护坡区域,利用植被对边坡生态环境进行修复、提高边坡结构的稳定性成为了一种有效措施。本文参考《水电工程陡边坡植被混凝土生态修复技术规范》一书对水利工程边坡的植被生态修复技术进行研究,为水利工程边坡植被修复提供参考。

黏土改良花岗岩残积土工程力学研究

花岗岩残积土广泛分布于汉中市城固县,在外力和降雨条件下易产生滑坡危险。拟通过掺入黏土的方式对其抗剪强度和压实特性进行改良。试验结果表明,30%黏土掺量的改良土可有效提升花岗岩残积土抗剪性能,并满足路基压实度要求。

土颗粒破碎机理的研究进展

土体颗粒破碎在理论研究和工程实践方面具有重要的意义。文章针对颗粒破碎的国内外研究现状,从试验研究和理论两个方面总结了颗粒破碎的研究情况,重点阐述了二维、三维模型、力学模型、边界模型以及离散元模型等。对于土颗粒破碎方面的理论研究和工程实践具有一定的参考意义。

混凝土劈裂抗拉试验的离散元数值模拟细观参数研究

基于颗粒流软件PFC^(3D)研究细观参数对混凝土劈裂抗拉试验应力-应变曲线的影响,为离散元数值模拟的细观参数标定提供理论依据。通过控制变量法,研究摩擦系数μ、平行黏结模型的有效模量E~*、黏聚力c、拉应力σ_c、摩擦角φ和法向阻尼率β_(n)等细观参数对混凝土劈拉试验的影响。研究结果表明:平行黏结模型的有效模量E~*对宏观弹性模量的影响显著。随着有效模量的增加,宏观弹性模量逐渐增大,有显著的线性关系;平行黏结模型的黏聚力c、拉应力σ_c和摩擦角φ决定了宏观材料的峰值强度。其中拉应力σ_c和摩擦角φ的影响较小,黏聚力c对峰值强度具有决定性作用。随着黏聚力c增大,峰值强度线性增加;摩擦系数μ和法向阻尼率β_(n)对应力-应变曲线的影响可忽略不计。研究成果对快速、合理的确定混凝土数值模拟中平行黏结模型细观参数标定具有参考价值。

基于PFC3D模拟的混凝土直剪试验细观参数对宏观特性影响研究

为了研究平行黏结模型中细观参数对宏观特性的影响,采用颗粒流离散元软件PFC^(3D)模拟混凝土直剪试验,通过控制变量法,分析颗粒摩擦系数、平行黏结接触有效模量、平行黏结接触内摩擦角、平行黏结接触抗拉强度、平行黏结接触黏聚力以及法向应力对混凝土直剪试验结果的影响。研究结果表明:摩擦系数仅略微影响剪切应力-水平剪切位移曲线,即在剪切应力峰值之后,随着摩擦系数的增加,曲线下降的幅度减小;平行黏结接触有效模量主要影响着剪切应力-水平剪切位移曲线的斜率(剪切刚度),随着有效模量的增加,斜率呈线性增长;平行黏结接触内摩擦角、平行黏结接触抗拉强度和平行黏结接触黏聚力主要影响着剪切应力-水平剪切位移曲线的峰值(抗剪强度)。

砂质黏土固结不排水力学特征三轴试验研究

为研究陕南秦巴山区砂质黏土在不同干密度、含水率下的强度及破坏特征,用TSZ-1型应变控制式三轴仪进行了60组试验:控制干密度为1.53 g/cm^(3)、1.62 g/cm^(3)、1.71 g/cm^(3),含水率为11%、14%、16%、18%、20%,围压为100 kPa、200 kPa、300 kPa、400 kPa。试验分析发现:土样在三轴剪切过程中,由于试样含水率以及试验过程中试样内部强度发生强化、弱化现象,导致试样最终破坏形态多样;在相同含水率情况下,土样自身内摩擦角及粘聚力随着含水率的不同,变化规律也有所不同,且都在干密度1.63 g/cm^(3)时达到临界值;在相同干密度情况下,土样自身内摩擦角及粘聚力变化与含水率变化存在某种函数关系,发现含水率对内摩擦角和粘聚力的变化以及增长都有较大影响。研究成果可为秦巴山区边坡治理提供数据支撑。

聚丙烯纤维改良膨胀土抗剪强度试验研究

为研究聚丙烯纤维改良膨胀土抗剪强度的效果与机理,文章以汉中城固县柳林机场膨胀土为研究对象,在含水率不变的情况下,首先对不同干密度的土样掺入不同比例的聚丙烯纤维进行了室内试验,然后就改良膨胀土抗剪强度的细观机理进行了离散元模拟。结果表明,一定范围内的干密度和聚丙烯纤维含量能够有效改良膨胀土的抗剪强度,在本实验中,当干密度为1.75g/cm^(3)、聚丙烯纤维掺量为0.07%时,改良效果最为明显。研究成果可为膨胀土路堤和边坡防护等工程的设计和施工提供理论参考。

自然氧化弱膨胀土的剪切破坏特征试验研究

膨胀土体材料在大气环境下自然氧化,其黏粒的化学成分、矿物组分和颗粒结构将发生变化。通过XRF成分检测及室内土工试验方法,研究了不同围压条件下原状土样与氧化土样的剪切变形破坏规律,用硬化系数量化分析了土样从压缩硬化过渡到压剪混合破坏模态的非线性软化特征。结果表明:原状土样氧化后抗剪指标有所增强,内摩擦角变化是抗剪强度增加的关键因素。原状土样和氧化土样的剪切破坏机制较为复杂,在试验设定加载条件下,可能发生鼓曲状压缩、硬化压缩、压剪混合或剪切滑移等各类破坏模态。硬化系数可对土样加载过程中的剪切应力应变关系曲线进行量化,体现压缩硬化向压剪混合及剪切软化破坏模态过渡的非线性变化特征。可为膨胀土氧化效应研究及其土体稳定性分析提供一定的理论参考。

聚丙烯纤维改良膨胀土干缩裂隙试验研究

为了更好地探究聚丙烯纤维对膨胀土干缩裂隙的抑制作用,在相同的蒸发温度下分别从定性和定量两个方面对有纤维和无纤维的膨胀土表面裂纹发展、演变和特征进行分析。研究结果表明,水分蒸发过程中聚丙烯纤维对膨胀土的裂缝有显著的抑制作用,而在干缩裂缝形成过程中裂缝数量与裂缝接缝的比值γ能够反映裂缝的穿透程度,其值越小,裂缝的穿透程度越强。这种物理改良方式能够使聚丙烯纤维与膨胀土连接成为整体,进而将干缩应力扩散到膨胀土中,有效减缓其裂缝发展的速度。研究成果可在干缩裂隙膨胀土地区路基处理中推广应用。

基于最优含水率的聚丙烯纤维加固膨胀土试验研究

以陕西省汉中市城固县柳林机场膨胀土为原材料,在最优含水率和最大干密度的条件下,将聚丙烯纤维按照0.06%、0.12%、0.18%的重量分别掺入膨胀土中制备试样。通过三轴试验和无侧限抗压强度试验研究了聚丙烯纤维对膨胀土强度的影响规律。结果表明:随着纤维的加入,膨胀土的抗剪强度有了明显的提升,膨胀土的变形破坏得到了一定的抑制。

聚丙烯纤维加固膨胀土边坡稳定性分析

为提高膨胀土边坡稳定性,改善膨胀土力学性能,使用聚丙烯纤维对膨胀土进行改性。通过直剪试验计算出不同围压、不同聚丙烯纤维掺量改性膨胀土边坡的抗剪强度变化规律,并应用Geostudio软件中的极限平衡法对不同聚丙烯纤维掺量的膨胀土边坡进行分析。研究发现,聚丙烯纤维含量在一定范围内可有效提高膨胀土边坡抗剪强度,掺量0.14%的纤维土在直剪试验中表现出较好的抗剪性能,Geostudio极限平衡法分析结果显示,0.14%纤维土边坡稳定系数为2.431,较素膨胀土边坡稳定性系数提高0.591。建议采用掺量0.14%的纤维土加固膨胀土边坡。

断层特征对单厂房围岩稳定性影响的数值分析

为了深入研究断层特征对单厂房围岩稳定性的影响,通过数值模拟方法分析不同断层倾角、倾向和厚度对单厂房位移、应力和塑性区特征的影响。研究发现,断层破碎带倾角的增加会减少厂房拱顶和右边墙的水平位移,会增加底板隆起,倾角变化导致最大和最小主应力先增大后减小,塑性区面积变化不大但分布范围有所优化;断层破碎带倾向的增加使围岩的水平和竖向位移先增大后减小,主应力变化趋势相似,塑性区面积分布范围逐渐扩展但深度变化不大;断层破碎带厚度的增加会显著增大厂房拱顶和右边墙的水平位移,竖向位移突变,主应力和塑性区面积增大。

含水率对黏土边坡稳定性的影响分析——以勉县为例

为研究含水率对黏土边坡稳定性的影响,以不同含水率为主要影响因素,使用Geo-studio进行分析。在干密度相同的情况下,随着含水率11%、14%、16%、18%、20%逐渐增加,内摩擦角φ降低,粘聚力呈先增大后减小的趋势,并通过分析边坡安全系数变化规律,给出了黏性土边坡最稳定时的含水率。

生石灰桩-黄土复合地基的承载力计算分析

为了研究生石灰桩-黄土复合地基的承载力,首先通过数学模型的方法建立了正方形和梅花形布桩,以及挤孔施工和钻孔施工情况下的桩距模型,其次通过分析生石灰和水的化学反应以及桩间土水分蒸发因素,推导出了生石灰桩加固后的含水率公式,最后在考虑前人研究的基础上,将桩间土内摩擦角和黏聚力考虑到地基承载力计算公式中。本研究对于生石灰桩处理黄土地区地基的布桩策略和复合地基承载力评价具有一定的实际意义。

考虑不同布筋方式的加筋土挡墙试验分析

文章以缩小尺度加筋土挡墙为研究对象,在获得多组实验数据的基础上利用极限平衡原理、朗肯土压力理论,计算填土面有均布荷载作用时加筋土挡墙的纯土土压力(去除两侧摩擦力),然后用理论计算结果验证实验数据。研究表明,填土面有均布荷载作用时,加筋土挡墙横向中部和纵向中部会因产生应力集中成为挡墙整体的薄弱部位,最终成为造成挡墙破坏原因之一。且以此结论为基础设计出了最优的布筋方式。文章成果对于从极限平衡原理方向研究加筋土挡墙设计以及后期老旧加筋土挡墙的维护和治理有一定的参考价值。