基于宽窄平台相结合的黄土高边坡优化设计——以陕西省子长市某工业广场高边坡为例

山区或丘陵地带建设煤矿工业广场时将面临高边坡问题,不合理的高边坡设计严重浪费土地资源,造成环境破坏和投资增加,也为基础设施带来巨大安全隐患。基于此,以陕西省子长市某煤矿工业广场高边坡为例,借助现场调查、理论分析和数值模拟等手段,综合考虑边坡抗冲刷性和整体稳定性,探讨不同数量、位置和宽度的宽平台对高边坡的应力、应变场和稳定性系数的影响规律,结合模型的开挖量,选取满足稳定性要求且开挖量最少的最优坡形。结果显示:陕北地区粉黄土高边坡最优单坡坡率为1∶0.75,坡高5~6 m;宽平台能改变潜在滑移面位置,当宽平台位于坡脚或坡顶时,潜在滑移面分布以宽平台位置为界,分布于宽平台以上或以下边坡;当宽平台连续分布且宽度较大时,高边坡可视为2个独立边坡来分析计算;高边坡最优坡形为:30 m高边坡单坡高5 m、坡率1∶0.75,窄平台宽度3 m,布置2个宽平台、位置③⑤、宽度10 m;50 m高边坡单坡高5 m、坡率1∶0.75,窄平台宽度3 m,布置4个宽平台、位置③⑤⑧⑨、宽度14 m。宽窄平台优化组合方式可为陕北地区粉黄土高边坡设计和防护工作提供理论依据和实际指导。

晋西地区工程开挖形成的黄土边坡的最优坡率

针对晋西地区工程建设开挖形成的不同高度的黄土边坡,通过工程类比法、反算法、文献资料法和计算对比法,确定了不同高度黄土边坡的最优坡率。结果表明:8 m高黄土(Q3eol或Q2eol)边坡最优坡率为68°和66°;16 m高黄土边坡最优坡率为56°;24 m高黄土边坡最优坡率为47°;32 m高黄土边坡最优坡率为42°;45 m高黄土边坡最优坡率为35°。研究成果可供研究区或其他类似地区建设工程提供参考。

水帘洞煤矿黄土高边坡的优化设计研究

水帘洞煤矿黄土高边坡原始坡高约180m,合理的边坡优化设计对该边坡的稳定、工程的建设投资及环境保护起着至关重要的作用。本文结合实践经验,运用工程类比法、反算法和计算对比法对该边坡进行优化设计研究,并进行稳定性计算和有限元数值模拟验证,结果表明:该边坡的总坡比为29.5°,单坡坡高8m,单坡坡率为1:0.50～1:0.70,小平台宽4m,大平台宽30m时,该边坡达到了最佳优化设计,安全系数满足规范要求。

基于土壤侵蚀模型的浅层滑坡预警研究

[目的]利用土壤侵蚀模型进行浅层滑坡的预警研究,为山区滑坡预警预报工作提供参考。[方法]选取陕西省紫阳县境内440km^2区域作为典型研究区,在已有历史滑坡资料、气象资料和卫星资料的基础上,基于土壤侵蚀模型(USLE),并结合地理信息系统(GIS),确定滑坡临界土壤侵蚀强度,再根据降雨侵蚀力与降雨量之间的关系,推求滑坡点的预警降雨量。[结果]土壤侵蚀强度与滑坡的发生存在较好的相关性,研究区域滑坡预警的临界土壤侵蚀强度按等级分别为69.6,136.7,179.4t/km^2。[结论]相比以往仅仅统计滑坡与降雨之间关系的传统方法,基于土壤侵蚀模型的方法考虑更全面,也易于实现。

考虑土层深度分布的浅层滑坡危险性评价——以陕西秦巴山区为例

以广城幅(1:10 000)为例,利用背包钻机获取土层深度,以坡度、曲率及湿度系数为因子,通过统计回归分析建立不同因子组合的土层深度推估公式。运用TRIGRS程序进行浅层滑坡危险性评价,并结合分类误差矩阵探讨不同土层深度模型对危险性评价结果的影响。研究结果表明:简单回归,以坡度为因子作指数回归结果为最佳,多重回归同时考虑了三种因子,其结果优于所有简单回归的结果。恒定深度模型的滑坡预测正确率极低,坡度单因子模型的预测精度为80.38%,成功率曲线下面积(AUC)为0.695,复合因子模型的预测精度为81.26%,成功率曲线下面积为0.744,说明复合因子模式评价结果更为准确。

陕北台塬区深层黄土湿陷性研究及地基处理

陕北台塬区深层湿性黄土厚度大,地基处理困难。室内试验表明:该区黄土的湿陷性与其结构、天然含水量、孔隙比、时代成因等因素相关,黄土的湿陷系数由上到下逐渐递减,表明湿陷性随深度增加而逐渐减弱;黄土的含水量和孔隙比分别与湿陷系数呈反相关和正相关关系。提出陕北台塬区深层湿陷性黄土地基处理时,对单位荷重小于250 kPa的建筑物,适宜采用灰土垫层、灰土挤密桩或灰土挤密桩与灰土垫层相结合方案;单位荷重大于或等于250 kPa的建筑物,宜采用桩基础方案。

公路黄土路堑、路堤的湿陷性评价分析

目前,规范规定的黄土湿陷性评价方法和室内试验对公路黄土路堑、路堤的湿陷性评价存在缺陷。结合工程实践和室内试验,作者提出公路黄土路堑、路堤湿陷性评价应以挖填方的厚度和面积能够改变公路路基场地的湿陷性类型和地基湿陷等级为界定。对测定湿陷性黄土湿陷系数的试验压力,应考虑挖填方引起的卸荷、加荷作用。进行公路沿线黄土的湿陷性评价时,应分段进行评价。结果表明:该方法更符合实际,可为设计提供更为合理的黄土湿陷性评价结果,采取合理的路基处理措施,从而减少工程投资,缩短工期。也可供今后类似的工程及修订《湿陷性黄土地区建筑规范》(GB50025-2004)参考。

厚层黄土滑坡的稳定性分析评价

以龙王沟煤矿矿区工业场地北侧卸荷后诱发的厚层黄土滑坡为例,对卸荷作用诱发型的黄土滑坡稳定性进行了研究。通过对滑坡区域地质环境,地层岩性特征和水文地质条件等因素的分析,建立了稳定性分析的基础模型。采用理正软件对各种工况下的稳定性进行了分析,确定了当前滑面的最不利工况;同时利用Geo-slop软件对各种工况下的潜在滑面进行了搜索研究,确定了最不利的潜在滑面及其对应的工况。通过对比两组分析结果,最终确定了需要治理的滑面和工况,为该类滑坡的防治提供了依据。

渭北黄土塬地基土基床系数空间分布规律探索

结合西安北至机场城际轨道项目,对渭北黄土塬区黄土(地基土)的基床系数进行了现场试验研究。根据K30平板载荷试验结果,探讨了黄土(地基土)水平和垂直向基床系数的取值及两者之间的比例关系,分析在不同深度处水平、垂直基床系数的空间分布特征,为项目提供了可靠的设计参数。