雨水入渗下膨胀土路堑边坡的稳定性数值分析

膨胀土路堑边坡发生滑坡的主要原因是雨水的入渗.通过分析膨胀土路堑边坡的工程特点和破坏机理,考虑雨水的入渗的情况下膨胀力变化的规律,选用合适的本构模型,对膨胀土路堑边坡的各种增湿状态进行仿真模拟,根据不同的降雨条件对膨胀土不同的入渗深度,对膨胀力进行简化,建立简单合理的膨胀力变化模型.分析发现膨胀土路堑边坡稳定性主要受雨水入渗后膨胀土的含水量影响,浸水后膨胀土边坡的安全性明显降低.这也要求在膨胀土路堑边坡的设计过程中,不仅要选用合理的坡率,而且要重点注意路堑边坡的防护和排水措施.     

基于FLAC3D的膨胀土边坡渐进变形失稳机理研究

以安徽省北沿江高速公路（马鞍山至巢湖段）的膨胀性黏土边坡为对象,通过分析边坡变形失稳特点探究了此类边坡变形失稳机理,并基于FLAC3D软件针对某典型边坡开展了边坡稳定性的数值模拟分析。分析结果表明：该类膨胀土边坡失稳受水作用影响显著,膨胀性黏土遇水膨胀,且强度参数折减程度较大,膨胀土路堑边坡浸水后的破坏主要是发生在坡面浅层,且浸水程度愈深,边坡稳定系数愈低,这表明膨胀土路堑边坡的稳定性受浸水湿化效应的控制,通过在坡脚设置支挡工程防护,使得坡体的水平位移发生了显著的减小,加强了坡体的整体稳定性。     

襄十高速公路边坡稳定性分析与加固

由于膨胀土在工程性质上的特殊性，对工程会造成严重的破坏。通过对襄十高速公路沿线地质调查和分析，采用了简化Bishop法对膨胀土边坡进行了稳定性分析，提出了CMA生态改性剂加固方案。     

锚杆框架梁支护膨胀土路堑高边坡稳定性分析

以江西万载至宜春高速公路某膨胀土路堑3级高边坡为研究对象,利用有限差分方法对锚杆框架梁支护结构与坡体共同作用下的边坡稳定性进行了三维数值计算,分析了不同坡级锚杆参数对路堑高边坡变形和安全系数的影响规律。结果表明,边坡安全系数并不是随锚杆长度的增加而持续增加,而是存在一峰值,锚杆布设角度对边坡安全系数影响较小,而对边坡变形有显著影响,不同坡率的各级边坡存在最优锚固角。     

考虑次生裂隙结构面发育条件下的膨胀土边坡稳定分析

次生裂隙结构面发育是导致膨胀土边坡失稳的主要原因之一,一旦其发育并在坡体吸水膨胀的作用下将普遍导致边坡沿结构面的滑坍破坏。以＂南友＂高速公路宁明段膨胀土路堑边坡稳定分析为实例,重点考虑裂隙结构面的强度因素,采用ANSYS软件的热-力耦合计算功能模拟边坡的降雨入渗以及产生的膨胀力并采用有限元强度折减法对不同条件下边坡的安全系数进行大量计算,发现了一定的规律。次生裂隙面发育后的边坡安全系数较低,有效处治是必要的。     

高速公路路堑边坡设计参数反演及灵敏度分析

低山丘陵地区高速公路深开挖路堑边坡易发生滑坡,滑坡治理设计参数用实验方法不易获得。本文以某高速公路深开挖路堑边坡为例,利用数值模拟软件Geoslope,根据极限平衡法,采用不同本构模型进行路堑边坡设计参数反演,并对所得到的参数进行灵敏度分析。结果表明:黏性土的黏聚力对边坡安全稳定性影响最大。     

高速公路路堑开挖的爆破技术

为避免高速公路路堑开挖中爆破对路堑边坡围岩的破坏和影响，选用大口径中深孔，采取优化装药结构及爆破参数等控制爆破技术，对济南绕城高速公路路堑开挖项目实施控制爆破，爆破结果表明，路堑边坡完整，半孔率超过90％，满足了施工进度和质量要求。     

土工格栅柔性支护在处治膨胀土路堑滑坡中的应用

膨胀土路堑滑坡是公路建设中最为严重且难以处治的工程病害,目前缺乏既经济合理又安全可靠的处治技术手段.通过分析宁明膨胀土路堑边坡土体的工程特点以及滑坡规律,提出了柔性支护综合处治措施.介绍了土工格栅柔性支护的处治措施的原理、设计方案以及施工方法,采用有限元方法对柔性支护体和刚性挡墙的支挡变形进行了对比计算.该措施对边坡既能起到“保湿防渗”封闭处治作用,又具有良好的支挡效果.     

襄十高速公路边坡破坏分析及其治理措施

针对襄十高速公路其膨胀土边坡稳定性的特征，分析了其破坏的主要原因，阐述了襄十高速公路边坡处治的措施与方法，以及在实际工程综合运用排水防护，坡面防护和支挡防护三类结合综合防治措施的效果。     

高陡路堑边坡开挖稳定性评价及应用

针对高陡路堑边坡设计一般只简单采用极限平衡法进行成型边坡稳定性验算的现状,以广贺高速公路高陡路堑边坡为工程背景,采用数值分析方法对高速公路高陡路堑边坡施工开挖过程进行了模拟,对比分析了不支护与及时支护开挖过程的边坡稳定性,指出了开挖过程的危险阶段,分析了及时支护的效果与必要性,提出了施工优化步骤。结果表明:有限元计算可以实现边坡分层开挖分层加固施工工序的优化设计,锚固支护有效改善了边坡体受力状态与临界塑性应变特征。     

NCS固化剂改善膨胀土填筑路基施工技术

由于膨胀土是具有膨胀结构、多裂隙性、强胀缩性和强度衰减性的高塑性粘土,所以,在膨胀土地区修建高速公路出现最普遍的问题就是边坡和基床的变形.故此介绍了NCS固化剂的作用原理,即在膨胀土中掺入NCS固化剂可改善膨胀土的结构,且指出了提高路基填筑质量的施工技术要点.     

膨胀土微结构对膨胀行为的影响

评估膨胀土的膨胀行为对于膨胀土地区的结构设计十分重要。因降雨入渗,膨胀土在垂直方向和水平方向均产生膨胀变形,当膨胀变形受抑制时将产生膨胀压力,影响其周围结构的稳定性。为揭示膨胀土在增湿膨胀过程中出现各向异性的原因,从微观角度出发,通过电镜扫描(SEM)对百色中膨胀土和枝江弱膨胀土的微观结构进行观察,并通过图像处理技术统计分析膨胀土内黏土矿物颗粒的层状排列。通过研发的二维膨胀仪和改进的试件制备方法,从宏观角度测得了侧限条件下的两向膨胀规律。研究结果表明,膨胀土的微观结构呈片状且面-面相叠;当膨胀土处于天然松散状态时,其内部的黏土矿物颗粒随机定向排列且集聚;压实后,因受各向不均等应力作用,黏土矿物颗粒开始趋向于水平层状排列;干密度越大,土样越密实,其水平层状排列越显著。侧限条件下,两向的膨胀规律表现出显著的差异,干密度越大,膨胀性越强,这种差异就越明显。然而,对黏土矿物颗粒来说,其膨胀的方向垂直于其长轴,高度的水平定向是造成膨胀土在宏观上表现出膨胀各向异性的原因,这种两向的膨胀差异受到干密度和膨胀性的影响,难以做出预测,建议在工程实践中实测两向的膨胀规律。     

渗漏对非饱和膨胀土地基变形的影响

渗漏会引起非饱和膨胀土地基中的水分迁移,由此导致工程病害。目前对渗水增湿过程及增湿变形尚难预测。首先对膨胀土地基渗水增湿过程进行理论分析,针对地基渗水增湿的变形过程,建立了二维膨胀土积水入渗模型,该模型揭示了膨胀土地基非饱和增湿过程。经计算得到膨胀土地基含水量变化后,根据含水量的变化,选择分层总和法计算膨胀土增湿变形量。通过分析增湿过程中膨胀土的变形特性,得到了膨胀土在逐级增湿时的变形发展过程。并经实例计算,验证了入渗增湿计算模型及增湿变形计算方法的可行性和合理性。     

考虑降雨入渗影响的边坡稳定分析方法探讨

分析了残积土、膨胀土等边坡在降雨入渗情况下土体抗剪强度降低的主要原因 ,探讨了现有的考虑雨水入渗影响的边坡稳定分析方法 .运用非饱和土强度理论 ,提出非饱和土等效凝聚力新概念 ,从而可方便地使用常用的Bishop法等极限平衡法进行考虑雨水入渗影响的边坡稳定分析计算     

宁明膨胀土渗透特性试验研究

为研究宁明膨胀土渗透特性并得到渗流分析所需参数,在了解土性和土体结构特征的基础上,对广西宁明两种膨胀土的原状样和重塑样分别进行了饱和渗透试验、压力板试验和收缩试验,根据试验结果用间接方法得到非饱和膨胀土渗透系数及其随含水量变化规律。结果表明:矿物成分、土体结构对膨胀土的渗透性有一定影响,膨胀性粘土矿物含量越多,渗透系数越低、透水性越差。原状土被扰动重塑后微结构破坏,渗透性大大降低。宁明非饱和膨胀土渗透系数随着含水量减少(基质吸力增大)而急剧减小,渗透系数与含水量之间可以用指数函数拟合。     

Theoretical and experimental study of initial cracking mechanism of an expansive soil due to moisture-change

Swelling and shrinkage due to moisture-change is one of the characteristics of the expansive soil, which is similar to the behavior of most materials under thermal effect. If the deformation is restricted, stress in expansive soil is caused by the swell-shrinking. The stress is defined as “moisture-change stress” and is adopted to analyze swell-shrinkage deformation based on the elasticity mechanics theory. The state when the total stress becomes equal to the soil tensile strength is considered as the cracking criterion as moisture-change increases. Then, the initial cracking mechanism due to evaporation is revealed as follows: Different rates of moisture loss at different depths result in greater shrinkage deformation on the surface while there is smaller shrinkage deformation at the underlayer in expansive soil; cracks will grow when the nonuniform shrinkage deformation increases to a certain degree. A theoretical model is established, which may be used to calculate the stress caused by moisture-change. The depth of initial cracks growing is predicted by the proposed model in expansive soil. A series of laboratory tests are carried out by exposing expansive soil samples with different moisture-changes. The process of crack propagation is investigated by resistivity method. The test results show good consistency with the predicted results by the proposed theoretical model.     

基于极限平衡理论的膨胀土堑坡局部稳定性分析

基于极限平衡理论,针对南友路膨胀土堑坡破坏的实际情况,对堑坡的滑面形态及强度参数进行合理假定,对膨胀土堑坡局部浅层稳定性进行了分析,并考虑了坡腰裂隙及深度的影响.分析表明,堑坡浅层破坏主要是由于坡腰以下部分的土体先发生失稳,导致上部土体失去支撑而发生牵引式破坏,同时得知在2 m左右的堑坡表层最容易引起局部失稳.