有荷条件下南阳膨胀土强度试验及其应用

对南阳膨胀土进行了不同竖向荷载作用下的浸水膨胀变形及其膨胀后试样的强度试验,得到了南阳膨胀土浸水膨胀率随浸水膨胀过程中所受的竖向荷载的增大而减小,而膨胀完成后试样的抗剪强度指标(c、φ值)随竖向荷载的增大而增大的变化规律。得出了抗剪强度指标变化规律的数学拟合公式,并将其应用于土工袋处理膨胀土边坡(表层处理的一种)的稳定性分析中,论证了土工袋处理膨胀土边坡的压重效果。     

土工袋填筑技术在边坡变形体处理中的应用

土工袋填筑技术是处理膨胀土边坡变形的一种切实可行的方案,土工袋组合体对膨胀土边坡起到柔性压坡的作用,稳定性主要取决于土工袋层间摩擦力。同时,土工袋组合体对下层膨胀土阻隔了大气降雨影响,起到了保护作用,解决了下层膨胀土边坡的局部破坏问题。土工袋换填技术在南水北调中线叶县段深挖方渠段边坡变形体处理中取得了较好的应用效果,技术可行,工艺先进,经济合理。文章主要阐述了土工袋换填工艺参数及关键技术,对其他工程处理类似问题具有较大的应用价值。     

有荷条件下南阳膨胀土强度试验及其应用研究

进行了南阳膨胀土在不同竖向荷载作用下的浸水膨胀变形及其膨胀后试样的强度试验，得到了膨胀土浸水膨胀后的抗剪强度指标（c、φ值）与浸水膨胀过程中所受的竖向荷载的关系，将其应用于土工袋处理膨胀土边坡（表层处理的一种）的稳定性分析，验证了土工袋处理膨胀土边坡的有效性。     

南水北调中线工程膨胀土边坡处理效果及评价

为研究膨胀土边坡在膨胀作用下的破坏形式及边坡处理方案,针对不同工况进行了现场模拟试验与监测。系统总结了膨胀土边坡处理的施工技术;从边坡变形、含水率变化2个方面,全面分析了水泥土改性、土工格栅加筋、土工膜封闭、土工袋填筑4个工况的边坡处理效果。结果表明:水泥改性土(换填非膨胀黏性土)处理效果最好;土工格栅加筋主要存在施工工艺较为复杂的问题;土工袋填筑存在压实度难以控制的问题;土工膜封闭主要由于没有压重处理,效果最差。最后总结并提出了膨胀土边坡处理原则。     

考虑降雨入渗条件的植被边坡稳定性评价

为了研究降雨对植被边坡稳定性的影响,利用改进的Green-Ampt模型,在考虑植被水力作用和饱和区径流基础上,推导出了降雨入渗条件下植被边坡的湿润锋深度计算公式,并采用极限平衡法计算出了植被边坡不同潜在滑动面上的抗滑稳定安全系数,对多层非饱和土植被边坡稳定性进行分析评价。结果表明:考虑植被水力影响和饱和区径流的多层非饱和土植被边坡的入渗模型,更加实用,可更加准确地对降雨作用下植被边坡进行稳定性评价;湿润锋深度随着降雨的持续时间增加而增大,浸润锋经过土层交界处时出现突变现象,根系粉质砂土层的湿润锋深度增幅小于粉质砂土层的湿润锋深度增幅的1.5%~11.8%;4个潜在滑动面处的抗滑稳定安全系数在降雨早期随着降雨持续时间的增加而逐渐减小;粉质砂根土复合层的抗滑稳定安全系数比粉质砂土层的抗滑稳定安全系数提高了12.3%~35.5%;根土层与土层交界面处不易发生失稳破坏,而土层与土层交界面处的抗滑稳定安全系数会出现急剧变化,易发生失稳破坏。     

综合应用桩和竖向土工材料路堤边坡稳定性的影响研究

利用桩进行软土地基加固时,能够在一定程度上提高路堤边坡的稳定性,但桩间地基土断面的安全系数仍比较低,在桩间植入竖向土工材料后竖向土工材料承受的侧向力和竖向拉力均能提供抗滑力矩,从而提高桩间路堤边坡的稳定性。应用理论方法对综合应用桩和竖向土工材料的路堤边坡安全系数进行了研究,并通过数值模拟发现边坡安全系数随着竖向土工材料的间距降低、植入深度增加和植入数量增加而增加,并且存在竖向土工材料植入的最佳位置。     

鄂北调水工程膨胀土渠道滑坡破坏机理及处置措施研究

基于鄂北调水工程109+620—109+800段典型膨胀土渠道滑坡现场调研资料与试验数据,从裂隙、大气降雨、施工及防护措施等方面对膨胀土渠道滑坡原因进行了探讨,研究了膨胀土滑坡的破坏机理,同时采用刚体极限平衡法(M-P法)对优化设计施工前后的边坡抗滑稳定安全系数进行了模拟分析验证。结果表明:该膨胀土渠道滑坡主要受土体裂隙控制,雨水的劈裂作用起到连通贯穿裂隙的作用;上部弱膨胀土在大气降雨影响下发育陡倾角裂隙,往往形成滑坡体后缘下挫变形;坡脚及基底中等膨胀土发育无规则缓倾角长大裂隙,为边坡滑动提供软弱滑动面或滑动带,形成滑坡前缘;久强降雨软化边坡表层土体,降低其强度,同时雨水进入裂隙中对土体起到破裂作用;多次干湿循环贯通土体各向异性裂隙,生成深层软弱滑动面或滑动带;施工不当与防护措施不足是导致此次膨胀土滑坡的人为因素。为保障工程后期膨胀土边坡稳定,应遵循快速施工、地质预测、动态设计、及时封闭、尽早回填的原则,选择合理边坡坡比,建设有效排水系统并硬化顺延覆盖一级边坡,对边坡垮塌或滑动进行实时监控量测。     

吸湿条件下土工格栅加筋膨胀土边坡稳定分析

正在设计中的中国南水北调中线工程有约340km的渠段通过膨胀土(岩)地区,拟采用土工格栅加筋膨胀土开挖料处理膨胀土(岩)渠坡.为研究吸湿条件下土工格栅加筋的效果,基于土工格栅与压实膨胀土间相互作用的试验结果.以及提出的膨胀土吸湿变形的模拟方法,对土工格栅加筋膨胀土边坡的应力与变形进行了数值分析.采用Mohr-Coulomb模型模拟膨胀土,线弹性模型模拟土工格栅;并采用理想弹塑性模型模拟土工格栅与压实膨胀土间的界面.研究了土工格栅与膨胀土的界面和压实膨胀土的强度参数,以及土工格栅的弹性模量等因素对加筋效果的影响.研究结果表明:土工格栅与压实膨胀土间界面的强度参数对加筋效果的影响较大;而采用相同的加筋参数,填土的强度参数对坡体的水平变形影响不大;土工格栅的弹性模量越大,对边坡变形的约束作用越明显.     

土工袋处理膨胀岩(土)渠道边坡施工技术

南水北调中线工程选取潞王坟试验段进行现场原型试验,针对中、弱性膨胀岩(土)渠道边坡,采取了不同处理技术。土工袋+膨胀岩(土)开挖料换填处理措施是试验段应用的主要处理措施之一。文章探索和总结了土工袋处理膨胀岩(土)渠道边坡施工技术,对于指导和优化膨胀岩(土)段渠道的设计和施工有重要意义。     

极限平衡理论下边坡稳定性抗滑强度参数反演分析

抗滑强度参数的取值对正确评估边坡稳定性有着重要影响,而参数反演是快速准确获取边坡抗滑强度参数的一种有效方法。基于边坡稳定性分析结果和滑动面抗滑强度参数与临界滑动面一一对应的关系,建立抗滑强度参数与边坡安全系数之间2个特定关系式;由此,在给定临界滑动面的安全系数或某一强度参数时,即可求解反演结果。为了便于计算,考虑多种因素影响,采用极限平衡瑞典法进行稳定性分析,并基于临界圆弧滑动面的判别,推导出参数反演的显示表达式。经算例对比分析,验证了该方法的可行性,且简单适用。同时,参数影响研究分析表明,临界滑动面上的监测点位间距越大,其点位位置误差对反演强度参数的影响越小。最后,将方法应用于工程实例当中,说明了该方法的实用性。     

降雨入渗对膨胀土渠坡稳定性的影响研究

膨胀土是一种遇水膨胀,失水收缩的特殊岩土,水对其力学特性影响显著。以南水北调工程中线河南境内某膨胀岩渠坡为例,考虑渗流场与应力场的双向耦合作用,采用有限元强度折减法,研究降雨入渗对膨胀土渠坡的抗滑稳定性影响。计算表明,随着降雨强度和降雨历时的增加,渠坡抗滑稳定安全系数所有减小。考虑降雨入渗对膨胀土抗剪强度的影响后,渠坡安全系数显著下降。     

渠道膨胀土边坡换填处理土稳定计算分析

采用力平衡法对膨胀土渠道换填处理土进行边坡稳定分析。不同的坡比、换填形式、地下水位时,换填层抗滑稳定计算结果表明:随着地下水位的升高,换填层的稳定安全系数呈降低趋势;换填形式对抗滑稳定性也有影响,换填量相同时,坡脚加厚处理形式与等厚换填处理形式相比,抗滑稳定安全系数增大;同边界条件、换填形式下,边坡越缓安全系数越大;改进施工方法、增强结合面的紧密程度,可提高边坡的抗滑稳定性。     

大断面刚柔混合衬砌渠道的抗滑稳定计算

在渠道防渗中,复合土工膜作为防渗材料被广泛采用。复合土工膜作为防渗材料,与混凝土衬砌板共同组成渠道的防渗衬砌结构,而复合土工膜与渠道垫层、混凝土衬砌板的接触摩擦特性和边坡稳定性是渠道工程安全运行的关键。本研究通过复合土工膜与渠道垫层土料的摩擦特性试验,得到复合土工膜与渠道垫层土料之间的粘聚力和摩擦角。采用抗滑稳定安全系数理论,计算出在考虑或忽略粘聚力时抗滑稳定安全系数,来判断渠道边坡的稳定性。研究表明:粘聚力对抗滑稳定安全系数影响较大,考虑粘聚力的影响,整个防渗体的稳定安全系数将会更大,更加偏于安全。     

南水北调中线工程膨胀土渠坡稳定问题及对策

重点分析了非饱和膨胀土边坡失稳的原因,在降雨入渗的条件下,膨胀土常发生浅层滑动,这种滑动与通常饱和土的边坡失稳的原因是不同的.为了弄清膨胀土边坡滑动(主要是浅层滑动)的机理,在南水北调中线工程渠道附近进行了大型人工降雨试验,得到了有意义的结论.由此认为,采用通常饱和土边坡稳定分析方法来校核非饱和膨胀土边坡的稳定,对于深部过于保守,而对浅部则不够安全,因此是不合适的.根据非饱和膨胀土边坡失稳的机理提出了防止边坡浅层滑动的对策措施.     

土工袋处理膨胀土渠坡的压坡效果

针对膨胀土地区建设渠坡很容易导致渠坡失稳的问题,将这种膨胀土约束在土工袋中是一种有效的处理方法。运用毕肖普条分法分析了土工袋处理膨胀土渠坡后的稳定性。计算结果表明,经过土工袋处理后,渠坡稳定安全系数得到提高。     

土工袋材与沟坡土的界面摩擦特性试验研究

为探究土与土工合成材料筋土界面的摩擦特性,本文以砌护沟坡的土工袋袋材无纺土工布为加筋材料,农田排水沟边坡土为填料,开展了土工布与土界面的室内直剪试验,分析了压实度、含水率及不同法向应力对筋土界面摩擦特性的影响。试验结果表明:土与土工布的界面抗剪强度随着含水率的增加先增大后降低,随着压实度的增大而增大。筋土界面摩擦系数随着含水率的增加先增大后减小,随着压实度的增大而增大。摩擦系数与法向应力具有一定的反比关系,并随着法向应力的增大呈递减趋势。研究结果对于土工袋技术在农田排水沟边坡治理以及类似工程中的应用具有一定的参考价值。     

某尾矿坝渗透和抗滑稳定性分析

结合某尾矿坝的钻探资料，并利用大量土工实验所得到的各种尾矿坝坝体材料的物理力学性质的试验数据，揭示了该尾矿坝坝体材料空间分布状态及其力学特性。使用简化渗流计算方法确定坝体内浸润线的位置，并分析了尾矿坝的渗透稳定性。在渗透计算得出各种工况下浸润线位置的基础上，用极限平衡法和自动搜索计算程序SLIDE对该尾矿坝的抗滑稳定性进行了计算分析，得到了在100种不同坝体高程和不同运行情况下尾矿坝可能发生整体滑动与局部滑动时的抗滑稳定性安全系数。根据渗透稳定性和抗滑稳定性的计算分析结果,对尾矿坝的治理提出了一些建议。     

柔性溢洪道边坡稳定性研究

为保障柔性溢洪道边坡稳定性,引入土工布加筋措施加固土边坡,并对其加筋形式进行了研究。运用基于塑性力学上限定理的边坡稳定分析方法和库仑滑移模式对不同竖直加筋间距和不同强度土工布的安全系数进行了计算分析,结果表明:采用200 g/m~2土工布加筋间距0.3 m、300 g/m~2土工布加筋间距0.5 m最为经济且满足安全要求。柔性溢洪道建成后,土工袋对土体施加了侧向围压,因此土工袋边墙对加筋土边坡没有土压力,而当边坡有滑移趋势时,土工袋边墙会产生抗滑力增强边坡的稳定性。     

螺旋锚和土工合成材料修复膨胀土渠坡实例

介绍了玻璃钢螺旋锚、土工格栅、土工泡沫和土工合成材料黏土垫(GCL)在修复河南邓州市膨胀土渠道滑坡中的应用。玻璃钢螺旋锚用来锚固水上坡的混凝土框架梁和水下坡的混凝土板,土工格栅提高渠坡抗整体滑动的安全系数,土工泡沫用以减小混凝土板衬砌下的膨胀力,GCL用作混凝土板下的防渗垫层。文中给出设计方法、监测方案和修复工程的竣工情况,还将玻璃钢螺旋锚方案与其他修复方法,如换填非膨胀土法、抗滑桩法以及土工格栅分层加筋法做了技术和经济比较,说明了该法的优越性。     

膨胀土土工袋浸水变形及强度特性试验研究

膨胀土具有强胀缩性、多裂隙性和超固结性,是工程上一种难以处理的＂麻烦土＂或＂不老实土＂。笔者近年提出了将这种＂不老实土＂约束在土工袋中的处理方法,并通过大量的室内、现场试验研究,验证了该处理方法的有效性。现概述了膨胀土的基本特性和膨胀土的处理原则,着重介绍了土工袋处理膨胀土的基本原理。通过土工袋浸水变形和膨胀力等室内试验分析,验证了土工袋具有提高膨胀土的强度和限制其膨胀变形等作用特点。