三维土工网边坡防护水土保持能力研究

路基边坡防护工程可减轻降雨对坡面土体的侵蚀作用,为深入研究坡面防护材料水土保持能力的定量表征方法,通过室内人工降雨边坡侵蚀模型试验,分析不同降雨强度和不同三维土工网防护下路基边坡的降雨侵蚀规律,提出三维土工网水土保持能力的试验测定方法及相关系数计算公式。研究结果表明:三维土工网防护边坡泥沙流失干质量明显小于相同条件下不设防边坡泥沙流失干质量,土工网防护在减少边坡侵蚀量的同时,有利于边坡侵蚀进程的快速稳定,但土工网的水土保持能力随雨强增大急剧下降。泥沙流失速度随着降雨的持续而逐渐减小,后期趋于收敛稳定,侵蚀历程采用指数函数拟合具有较好的相关性。建议设防边坡的试验降雨时间不少于70 min,不设防的边坡试验降雨时间不小于100 min。水土保持能力系数随雨强的增大呈对数函数关系减小,雨强超过100 mm/h时水土保持能力系数实测值与对数函数拟合值差异较大,建议在测定材料水土保持能力系数时雨强取20~100 mm/h,可取50 mm/h作为标准试验雨强。泡面类三维土工网水土保持能力显著优于普通三维土工网,而双泡面的三维土工网优于单泡面三维土工网。试验条件下凹凸泡面三维土工网的水土保持能力系数主要分布在1.71~3.03,建议50 mm/h雨强三维土工网水土保持能力系数不应小于1.5。

降雨作用下抗滑桩与三维土工网垫植草护坡坡体的稳定分析

针对抗滑桩与三维土工网垫植草护坡在降雨作用下的稳定性问题,采用有限元强度折减法,利用ABAQUS建立抗滑桩与三维土工网垫植草护坡坡体的三维有限元模型,以坡底水平位移突变情况作为边坡失稳的判断标准,分别比较了不同工况下护坡安全系数随降雨时长的变化规律,以及降雨作用下抗滑桩桩位、桩长对抗滑桩与三维土工网垫植草护坡坡体的稳定性影响,并与未考虑降雨时的影响规律进行对比。结果表明:降雨时长对三维土工网垫植草工况的边坡稳定性影响较为明显;抗滑桩桩长对边坡稳定性影响较大,桩长宜取8 m;无降雨作用下将桩位置于坡中时边坡整体获得最大安全系数,降雨作用下将抗滑桩置于相对位置(L 0.4=4.8 m)时能够起到更好的抗滑效果;抗滑桩与三维土工网垫植草在降雨作用时加固护坡的效果比无降雨时更好,且优于原边坡。

三维土工网垫植草护坡技术的工程应用

以广西主要支流黔浔江治理工程来宾市主城区江南滨江南路II段(来宾电厂至磨东大桥)III标段为背景,立足该工程护坡遭受雨水侵蚀较为严重的实际,提出三维土工网垫植草护坡技术的可行性和适用性,并对具体施工过程展开分析;应用ABAQUS有限元软件建立起该工程生态护坡空间有限元模型,对不同降雨强度下土工网植草护坡复合结构的稳定性进行了模拟与评价。可作为具体工程三维土工网垫边坡防护体系构建及施工的借鉴参考。

三维土工网垫植草护坡防坡面径流冲刷的机制分析

基于水力学和河流动力学的基本原理,利用坡面糙率和拦污栅模型分别模拟三维土工网垫和坡面植被作用,建立了三维土工网垫和坡面植被引起的坡面沿程水头损失和径流局部水头损失计算式,并建立三维土工网垫植草护坡时坡面径流速度计算表达式,将颗粒启动速度引入分析坡面土颗粒流失初始的启动流速,进而通过坡脚流速和坡面土颗粒启动流速的对比分析和通过分析坡角、植株密度、网垫和植被类型对坡脚流速的影响来研究三维土工网垫植草护坡的防径流冲刷特性。结果表明,坡脚流速随坡角增大而增大;网垫类型对坡脚流速影响不明显,但同无护坡时相比网垫能显著降低坡脚流速;坡脚流速随植株和叶部倾角增加而变小,且随植株密度增大而减少,并在考虑不同边坡土质的颗粒启动速度与坡脚流速相等时计算得到护坡所需的植株最小密度。

三维土工网垫植草护坡性能试验

通过边坡模型正交试验,在不同降雨强度下分析了网垫类型、草籽密度、土质和坡度等4个因素对三维网垫植草护坡性能的影响。结果表明,坡面侵蚀模量在模拟小雨时受影响因素显著性高低顺序为草籽密度、坡度、土质和网垫类型,而暴雨时网垫类型对侵蚀模量的影响明显增加,且采用三维网垫植草护坡时坡面侵蚀模量相比无护坡时减少了5倍左右,三维网垫植草护坡抗冲刷效果明显;由网垫、根系和土组成的坡面浅层加筋土复合体的等效黏聚力随深度的增加总体上呈逐渐减少的趋势,且二者之间呈现三次曲线变化关系;坡面采用厚度大的网垫和植物根系密度较大时都会使坡面浅层土的渗透系数增加。

土工格室和土工网加固基床效果静态模型试验

分析了土工格室和土工网加固路基基床的主要机理 ,介绍了 5组不同基床结构的静态原型尺寸模型试验 ,通过基床结构刚度K3 0 值、应力和变形的测试 ,验证了土工格室和砂构成的基床垫层在改善基床应力分布、提高基床刚度、减少基床变形等方面的作用 ,并分析了其随有关因素变化的相关规律 ,而土工网和砂构成的基床垫层只能十分有限地改善基床的性能。两种材料的试验结果对比表明 ,与土工网垫层相比 。

三维土工网垫植草护坡效果的影响因素试验研究

采用室外边坡模型正交试验方法,综合比较分析了土工网垫类型、草籽播种密度、边坡土质、边坡坡度等4个因素对坡面的最终侵蚀模量、浅层土抗剪强度和平均渗透系数3个试验指标的影响显著性,并给出了各因素对试验指标的敏感性顺序,进而应用综合加权评分法得出护坡效果最好的试验组合.分析结果显示,坡度为1∶1.5、网垫型号为EM4、土质为粉质黏土、草籽喷洒密度为预设最大密度时,边坡侵蚀模量最小、坡面浅层土抗剪强度和渗透系数最佳.

竹塑复合材料及其在土工网中的应用

竹纤维用量对竹塑复合材料土工网的力学性能、加工性能和热学性能影响的实验结果表明 :随竹纤维含量的增加 ,竹塑复合材料的拉伸、弯曲和冲击强度及热变形温度都比基体材料有较显著的提高 ,而断裂伸长率和熔体流动速率则略有降低。综合考虑复合材料土工网的各项性能 ,采用主成分分析法确定竹纤维最佳含量为2 7%。 2 7%竹纤维和 1 0 %玻璃纤维混合增强的竹塑复合材料土工网的拉伸强度可达到 3 3 . 8ｋＰａ ,伸长率为 1 0 .2 %,竹塑复合材料土工网可广泛应用于土木工程建设领域。

土工网与土相互作用机理的有限元分析

本文应用有限元方法，编制了土工网处理桥头跳车力学模型分析程序，由计算出的土体应力及位移，分析出土与土工网相互作用机理及土工网加固土体的机理。本文的分析结果得到了实体工程实测结果及模型试验结果的验证，也为土工网的推广应用提供了理论依据。

三维土工网垫设计指标的研究

三维土工网垫作为一种新型的坡面防护植草材料,在土木工程各领域得到广泛地应用。然而三维网垫的选择研究却远远落后于应用。不同强度、厚度、开口尺寸的网垫产品的抗冲刷与植被性能是不一样的。首先,从水力学、土力学、水文学及工程力学等方面推导了网垫强度公式,进而,从网垫厚度测量及网垫厚度对长草的影响得出网垫的较优厚度,最后,通过冲刷模型试验得到了合理的网垫开口尺寸,在一定程度上解决了三维网垫设计指标的选择问题。

基于三维土工网垫的植草护坡技术研究

阐明三维土工网垫植草护坡的水土保持原理,认为三维土工网垫植草可以增加坡面稳定性,阻碍降雨击溅、避免径流冲刷。提出了三维土工网垫植草护坡技术的施工程序和技术要点。

土工格室和土工网改善基床动态性能模型试验

介绍了分别使用土工网和土工格室加固基床的５组动态１：１模型试验。为了反映列车荷载对基床的长期作用，每组试验均进行了１００万次的重复加载试验。测试了动应力、弹性变形、永久变形等反映基床动态特性的参量，研究了动应力、弹性变形和永久变形随动荷载而变化的规律，并建立了相关关系。分析比较了土工网和上工格室改善基床动态性能的效果，并对效果的差异进行了分析和总结。

三维土工网防护边坡侵蚀特性的试验研究

为了揭示三维土工网防护坡面侵蚀规律,利用室内模拟放水冲刷试验,定量研究了不同坡度(5°,10°,15°,20°,25°,30°)、不同流量(1 m^3/h,1.5 m3/h,2 m^3/h)条件下,三维土工网防护坡面的侵蚀过程及侵蚀特征。结果表明:(1)累积侵蚀量随坡度和流量的增大而增大,且冲刷最初10min内得到的侵蚀量占侵蚀总量的70%左右,而冲刷末期的坡面流含沙率仅在0.01~0.04g/cm^3内波动;(2)随着坡度增大,累积侵蚀量的贡献率增大,流量对累积侵蚀量起主导作用,在大流量冲刷的条件下,流量对累积侵蚀量的贡献率比流量较小时更加显著;(3)累积侵蚀量与坡度呈正相关的幂函数关系,相关性显著;(4)三维土工网防护边坡的坡面流为紊流,累积侵蚀量与雷诺系数的关系可以表示为:M=0.186Re0.672,相关系数R^2=0.9429。

土工网处理桥头差异沉降的有限元分析

本文对土工网处理桥头差异沉降进行了有限元分析，并通过实体工程的长期观测结果验证了计算结果的合理性。有限元计算结果与实测结果均表明，土工网对减缓桥头差异沉降有明显效果。本文还分析了土工网布置形式，土工网与桥台的搭接形式以及参数的变化对台背填土沉降的影响，为工程设计提供了理论依据。

双层土工网复合地基受压性状试验研究与分析

路堤下的桩体复合地基顶部常铺设一层或多层土工网,以增加桩体所承受的荷载及桩土应力比,形成桩 网复合地基或桩承堤,其设计从整体上仍处于经验阶段。采用在承压板内外侧设置百分表、在土工网下埋设土压力盒的方法,测试了土工网复合地基应力的平面分布、竖向扩散规律及随时间和沉降的变化规律,分析了强度变化与破坏模式,并对承载力特征值的取值标准提出了建议。本文结果为进一步的理论研究和工程设计提供了有益的依据。

三维土工网防护边坡整体稳定性分析

针对三维土工网护坡技术的前期阶段不断出现的边坡整体失稳现象,基于三维土工网护坡技术的作用机理,采用强度系数折减法,利用ABAQUS建立土工网防护边坡的三维有限元模型,以坡肩特征点的位移突变情况作为边坡失稳判断的标准,分别计算和比较了不同降雨条件下土工网防护边坡和不含土工网边坡的安全系数,探究了边坡失稳时坡体内部塑性区的发展情况和位移分布规律,并利用室内边坡抬升破坏试验分析比较了两种边坡的破坏抬升角度和最终破坏情况,与数值模拟分析结果进行比较。结果表明:土工三维网在一定程度上可以提高边坡的整体稳定性,但作用影响较小;降雨强度的大小对边坡稳定性的影响较为明显;在土工网和铆钉共同作用下,土工网和其覆盖的土体共同作用,呈现较好的整体性。

土工网在桥头引道路堤中的应用研究

以室内试验研究了路基土与土工网之间的综合摩阻力、张力膜效应及不同土工网铺设间距对复合土反应模量的影响,并依托上海市城市外环线1期工程,研究了桥头引道加筋路堤和不加筋路堤的地基顶面垂直土压力、水平土压力、地基顶面沉降、路堤坡脚侧向位移和路面工后沉降等.结果表明,将土工网加筋路堤用于解决桥头跳车效果明显.

浅谈三维土工网垫边坡防护体系的建立

从不同坡面网垫选材、不同地区草种的选择、网垫铺设、种植及体系的养护等方面详细说明了三维土工网垫边坡防护体系的建立,有利于三维土工网垫边坡防护体系建立合理的规范,对施工有指导作用。

Netlon土工网在公路桥台跳车处理中的室内试验研究与分析

本文通过室内试验研究与现场实用性试验研究，探讨了Ｎｅｔｌｏｎ土工网处理高等级公路桥台跳车这一新技术，分析了桥背填土压实度Ｋ、土工网间填土厚度、铺网长度与桥背填土沉降之间的关系．

土工网加筋路堤在桥头引道中的应用研究

随着高等级公路的增多,桥头跳车在高等级公路建设中已成为一个比较突出的问题。经室内试验及工程实践证明土工网的应用可以有效控制施工期间及竣工以后桥头引道的差异沉降和坡脚位移,对减轻桥头跳车效果显著。