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。

局部开挖条件下土工织物加固边坡的离心模型试验研究

土工织物加筋是工程中加固土体的有效方式。进行了坡脚开挖条件下素土坡与土工织物加筋土坡的离心模型试验,测量了边坡的位移变化,分析了土体的变形破坏过程与土工织物的作用。试验结果表明土工织物加筋减小了滑动体的位移,提高了土坡的稳定性,改变了滑裂面的形态。土工织物加筋使边坡变形均匀化,牵拉外侧土体,从而延迟并减轻了边坡破坏。

降雨条件下土工布对边坡侵蚀影响分析

自然因素和人类活动对库岸边坡稳定性有不利影响,严重时导致库岸边坡滑坡灾害。为此,本文依托水库边坡工程,设计了降雨条件下库岸边坡试验模型。通过对比裸坡、土工膜和土工布方案下降雨收集率、泥沙量以及泥沙含量结果,确定了合理的护坡方案。系统对比了不同土工布间隔和宽度下的试验结果,优化了本工程土工布参数。研究表明,土工布护坡方案比土工膜护坡方案在泥沙量和泥沙含量的改善效果更好;土工布宽度越大、间隔越小时,降雨对边坡的侵蚀作用被削弱的最为明显,土工布宽度5cm、间隔0.2m的护坡方案最佳。本文研究方法和内容可为类似工程提供指导。

模袋混凝土护坡技术在河道护坡工程中的应用分析

护坡工程是河道工程施工建设中的重要内容,文章基于新时期对河道护坡工程施工质量提出的要求,以河道护坡工程为研究对象,结合实际护坡工程案例,明确了模袋混凝土护坡技术的应用条件与范围,从施工设计与方案制订、施工准备到施工过程出发,强调在实际护坡工程中遵循护坡技术的基本工艺要求,探讨了模袋混凝土护坡技术的施工注意事项,旨在提升河道护坡工程的施工效率和质量,为相关工程建设提供经验。

打入型土工筒袋在河道塌坡生态治理中的应用

通过将打入型土工筒袋与直立式预制桩组合技术在河道塌坡中应用,能有效解决预制桩等直立式挡墙护岸结构在不能采取大开挖情况下挡土和滤水等方面存在的瓶颈问题。以八一大沟河道塌坡工程为例,通过现场查勘及钻探工作,查明了塌坡段规模及土性,分析了塌坡成因,并结合河道不能断流施工、临河道路不能中断交通等因素,经经济技术比选选用坡顶灌注桩、坡脚管桩联合支护方案。在坡脚水位变化区采用不连续布置管桩+桩后土工筒袋措施,成功解决了传统做法不易实施的问题,达到了桩间防漏土以及桩前后水体交换的目的,从而降低了云龙湖大坝坝后渗水出逸点高度,且该治理方案造价相对较低并具有生态治理效果。

高陡加筋混合料垃圾填埋场特性数值与试验研究

南方某大型生活垃圾填埋场为了扩容,需要对已有垃圾挡坝进行加高垂直扩建。由于扩容受建设场地限制,致使工程中设计为一个高陡的加筋级配碎石与黏土混合的挡坝。本文依托该具有典型意义的实际工程,首先针对渗滤液对土工布强度的潜在影响进行室内试验研究;然后通过离心机试验分析正常工况下的垃圾挡坝的稳定性;最后利用数值仿真考虑有渗滤液渗漏和无渗漏、水位变化以及土工布强度发挥程度等各种潜在工况时对陡峭垃圾填埋场稳定性进行数值仿真分析,评估其稳定性。结果分析表明,渗滤液对土工布极限抗拉强度影响较小,坝体在加筋土工布的加固作用下能使得坝体满足相关规范要求,土工布强度发挥程度以及垃圾堆体内水位变化都会对坝体的稳定性产生显著影响,其中:土工布强度发挥程度起着决定性的作用,本文计算工况表明,当土工布抗拉强度发挥程度为0时,坝体安全系数不能满足规范要求,当土工布强度发挥度在50%及以上时,坝体安全系数均能满足规范要求。

土工织物加筋土坡稳定的塑性极限分析法

在塑性极限分析理论的基础上，本文给出了土工织物加筋土坡稳定数的上限解。与无筋土坡的已有解比较表明，该解是可靠的，从而为土工织物加筋土坡的稳定分析提供了一个有效的方法。此外，本文的计算结果表明，各种因素对土坡稳定性的影响程度随坡角的增大而减小。

植物纤维毯生态防护效益研究述评

随着我国工程建设项目的飞速发展,边坡的土壤流失现象越来越严重,这促进各种护土固坡技术的产生。植物纤维毯防护技术是一种新型的生态防护技术,具有施工快、保水固土、生态降解无污染等特点,可以在植被成型前起到良好的护坡作用;因此,逐渐受到人们的关注。本文介绍近年来国内外在植物纤维毯控制侵蚀方面的研究进展,比较不同类型植物纤维毯在生态护坡方面的特点以及在水土保持、土壤改良和促进植物生长等方面的功能,分析目前研究存在的不足和未来发展的前景。研究发现：植物纤维毯可以有效控制水土流失,相比裸地减少产沙量56%～98.9%,减少径流26%～81%。植物纤维毯对产流的影响与径流大小及植物纤维毯本身性质等有关;植物纤维毯的改土功能主要为：增加地表粗糙度,延长径流滞留时间,增加径流入渗,同时避免阳光直射土壤,缓和地表温度波动幅度,保持土壤水分;且植物纤维毯可自身降解以改善土壤理化性质,增加土壤肥力;植物纤维毯促进植被恢复的功能主要表现为增加植物成活率,同时促进植被生长,增加植株密度和植物生物量。从实际应用角度来看,植物纤维毯在生态护坡方面具有多重优势,在工程建设中作为生态防护的重要技术,应用前景非常广阔。从科学研究角度来看,开展野外试验,深入研究生态防护效益,仍是近期研究的主要趋势;根据不同应用环境和条件,开发不同材质纤维毯,挖掘其在改良土壤、隔水、隔热等方面应用也将会成为新的研究热点。

植物纤维毯对道路边坡微生境的影响

为更好地了解植物纤维毯的生态防护功能,全面认识其护坡原理,深入分析植物纤维毯的生态护坡优势,依托石安(石家庄—安阳)高速公路展开实地边坡试验。以稻草毯、稻草椰丝混合毯和椰丝毯为试验对象,以无纺布为对照组展开试验,观测地表径流量、土壤流失量、表层土壤水分、土壤温度以及土壤有机质含量等指标,分析不同植物纤维毯对边坡微生境的影响。结果表明,3种植物纤维毯对边坡的微生境均有一定的改良作用,覆盖3种植物纤维毯均能有效减沙边坡产沙量,且稻草毯和稻草椰丝混合毯可有效减少地表径流量;3种植物纤维毯在高温季节可降低表层土壤温度,稻草毯的降温效果最好;从表层土壤水分来看,稻草椰丝混合毯在降雨时更有利于雨水入渗,土壤水分高,雨停后表层土壤水分损失慢,保水效果好,更有利于植物生长;同时3种植物纤维毯自身降解,可增加土壤有机质含量,增强土壤肥力,改良了土壤,其中稻草椰丝混合毯的改良效果最好;植物纤维毯对土壤微生境的影响是一种改良作用,可促进植物生长,尤其是促进植物根系的生长。

土工织物加筋黏性土坡坡顶加载的离心模型试验研究

土工织物加筋技术在工程中得到了广泛的应用,取得了良好的加固效果。但对于土工织物加筋机制尚缺乏明确和统一地认识,加筋理论研究落后于工程实践。为此,进行了坡顶加载条件下土工织物加固黏性土坡和素土边坡的离心模型试验,记录和再现了素土边坡和加筋土坡在坡顶加载条件下的变形破坏过程。主要基于变形分析探讨了黏性土坡在土工织物简单加固条件下的加固效果和加筋机制。结果表明,土工织物加筋可以有效地提高黏性土坡的极限承载力,加筋带的存在改变了土体的位移场,扩大了坡顶加载的影响区域,加筋后滑裂面明显后移。加筋带对土体的局部作用和作用范围,随着土体变形的增大而增大和扩展。

加筋土坡的可能滑移模式和基于库仑理论的稳定分析方法

加筋土坡因其填方量少、工期短、经济安全等优势在国内外已得到广泛应用,故其稳定性分析也显得尤为重要。目前,已有多位学者将极限分析上限定理运用于加筋土坡的稳定性分析中,并假定水平条块速度间断面。然而在其分析过程中,构造的速度场并不符合位移协调条件。提出了由于筋材的隔断作用形成的斜向界面破坏模式,并计算相应速度场式,分别提出主动、库仑、被动三种滑移模式。通过计算比较发现,在加筋间距较密时,库仑模式总是相应安全系数最小的控制工况。实际工作中,可以只使用这一概念清晰、计算简便的方法分析加筋土坡的稳定性。为方便工程设计快速获取安全系数或筋材间距,将土坡各参数进行无量纲化,绘制了安全系数图,并与Michalowski设计图表进行对比,验证了该算法的有效性。且针对多个实际工程算例进行验算,验证了库仑模式上限法的可行性。

寒区路堑人工土质边坡滑塌原因与稳定技术研究

通过对寒区路堑人工土质边坡滑塌现象的调查研究,分析了人工路堑边坡滑塌的主要原因及影响因素,在此基础上构建寒区路堑人工边坡稳定性的力学模型,通过对春融期处于饱和状态的边坡土体稳定性进行验算,提出宜排水固坡不宜削坡稳定的寒区路堑人工土质路堑边坡稳定措施,即采用土工材料下层排水,利用网状土工格室上层固土并种植喜水根深的马莲草的综合边坡稳定技术,取得较为理想的防治效果。

黄土泥岩接触地带边坡的土工织物防护模型试验

以内蒙古黄土泥岩接触地带的路基边坡为研究对象,设计黄土泥岩接触地带的路基边坡模型试验,运用Mirafi-H2Ri新型土工织物疏导下渗雨水,阻止雨水下渗路基并集聚于接触面而引起界面滑移,对黄土泥岩接触地带路基边坡的工程防护进行试验研究。通过在坡体内埋置孔隙水压力传感器,采集黄土层中孔隙水压力值,并测定黄土层中各测点的含水率,研究黄土泥岩路基边坡坡面铺设Mirafi-H2Ri土工织物前后坡体稳定性的变化。结果表明:在降雨条件下,Mirafi-H2Ri土工织物可以将黄土层沿坡面下渗的雨水利用自身的导流通道进行疏导,使得黄土泥岩接触面的孔隙水压力及含水率值较未铺设土工织物时明显降低;沿路基边坡铺设Mirafi-H2Ri土工织物能有效地降低或延缓黄土泥岩界面滑移的出现。

膨胀土边坡失稳特征及其防治技术标准化

膨胀土吸水膨胀、失水收缩,产生裂隙,导致膨胀土边坡出现“逢堑必崩、无堤不塌”的现象。本文通过分析膨胀土的水力作用机理,揭示膨胀土边坡的失稳特征;根据极限平衡分析法所得膨胀土边坡稳定性分析结果,提出“减小膨胀土边坡坡率不足以提高膨胀土边坡稳定性”的观点;建立裂隙膨胀土的剪切强度理论和膨胀土边坡稳定性分析方法。针对膨胀土边坡具有浅层性、牵引性、平缓性、反复性、长期性、成群性、季节性和方向性等失稳特征,提出膨胀土滑坡和工程边坡防治的隔、挡、固3类技术;揭示聚苯乙烯泡沫(EPS)板的减胀机理和减载效果,建立土工编织袋防治技术的标准化设计方法和施工工法,并介绍土工编织袋技术标准化的应用示范工程。

土工膜/土工织物界面大型斜坡模型试验研究

复合衬垫系统广泛应用于垃圾卫生填埋场,是防止渗沥液污染物渗漏扩散的重要屏障。在垃圾重力及沉降作用下易造成斜坡上复合衬垫系统拉伸破坏或沿其界面产生滑移而失稳。目前,由于缺乏对复合衬垫系统内部剪力传递机理的认识,仍难完全解决以上两大岩土工程问题。因此,设计并采用复合衬垫系统大型斜坡模型试验装置开展了其内部剪力传递机理的研究。该装置通过砂袋加载模拟填埋过程,采用手拉葫芦为核心的滑移控制系统再现了土工膜/土工织物界面的渐进累积破坏过程。试验结果表明:当外部剪力小于峰值强度时,界面不会进入残余状态,上覆的土工合成材料锚固端的拉力也非常小;但当外部剪力超过界面峰值强度时,界面就会逐渐进入残余状态,并最终达到残余强度。同时,薄弱界面上覆的土工合成材料锚固端的拉力也显著增加,严重时甚至被完全拉断。

基于强度折减的加筋软土路堤边坡稳定分析

现行的加筋路堤稳定分析方法无法真实反映土工织物垫层对软土路堤稳定性的贡献,使计算的安全系数提高很少。利用基于强度折减的边坡稳定分析方法,模拟筋材与土体的相互作用,可分析加筋软土路堤的边坡稳定性。建议取边坡无量纲位移突变时刻对应的强度折减系数作为安全系数。经过三茂铁路路堤验算,计算的安全系数与传统加筋路堤稳定分析方法相比大幅提高,并与实测结果较为符合。最后,利用本文给出方法计算复合加筋排水褥垫加固路堤的稳定性。

排水沟边坡分层土直剪及与土工织物摩擦试验研究

为研究含水率对农田排水沟边坡土抗剪强度的影响,对取自边坡顶层、中层、底层的5种不同含水率的试样在不同正应力下进行不固结不排水快剪试验,研究其抗剪强度及与2种土工织物摩擦系数的关系。结果表明,随着含水率增加,各层土的粘聚力降低,内摩擦角减小,排水沟顶层土减小幅度较为缓慢。各层土与白色人革基布的摩擦系数随着含水率增加而降低,排水沟底层土在含水率小于10%时降低缓慢,超过10%时才大幅度降低;各层土与黑色丙纶无纺布的摩擦系数随着含水率增加开始是降低的,含水率超过10%时会有小幅度上升,但总体仍是降低的。

高速公路边坡生态防护浅析

分析了高速公路生态防护的现状以及作用机理,提出要根据当地的气候条件、地质条件和工程要求,选择生态防护的类型和植物的种类。

论生态袋理化性能与生态护坡工程质量的内在关系

生态护坡技术在柔性护坡工程中广泛应用,是结构和植被相结合的高级复合边坡形态,施工简便快捷,植被可以自由穿透生态袋,栽种形式和品种不受限制,施工期短,结构稳定,植被效果好,节省造价,是生态水利工程中一种新型的实用专利技术。本文结合实际工程案例论述了这一新型护坡技术,解读生态边坡系统的组成及其原理,重点介绍系统主要组成部分—生态袋,生态袋是用高分子聚乙烯(聚丙烯)及其它材料制成的一种新型土工材料,耐腐蚀性强,抗UV,不降解,具有透水不透土的过滤功能,对植物友善。文章通过分析生态袋在生态边坡系统中的使用原理,从力学性能(耐断裂、耐撕破、耐穿刺)、植生性能(透水性能、植生孔径)及老化性能(抗紫外线性能、冻融性能)三方面入手,建立生态袋体物理性能与生态边坡工程质量的内在联系,并对具体物理指标选定了相应测试方法。