土工编织袋防护膨胀土路堑边坡的应用研究

膨胀土滑坡和工程边坡失稳滑坡以浅层胀缩裂隙控制的滑坡为主，分隔技术就是将引起坡体水分变化的外界因素与坡体分隔开来，有效地阻止胀缩裂隙发育，增加膨胀土边坡的稳定性。土工编织袋能有效地阻止水分变化，是典型的分隔技术。土工编织袋分隔技术起到分隔水分变化因素、反压护坡抑制膨胀变形、增强坡体的作用。提出考虑膨胀力的膨胀土朗肯土压力理论，建立土工编织袋防护膨胀土边坡的设计方法；依托广西崇（左）-爱（店）高速公路膨胀土路堑边坡防护的应用示范工程，构造膨胀土边坡防护的土工编织袋组合单元，提出膨胀土边坡防护的土工编织袋方法；根据膨胀土路堑边坡防护工程中土工编织袋的破坏案例，解析土工编织袋的破坏形式。     

膨胀土滑坡与工程边坡新型防治技术与工程示范研究

中国膨胀土分布十分广泛且与人类活动密集区高度重叠。由于其胀缩性、裂隙性与超固结性（“三性”）特征,膨胀土极易受气候变化和工程活动影响而诱发滑坡灾害。然而,传统的防治技术无法适应具有“三性”特征的膨胀土滑坡与工程边坡治理要求,导致滑坡屡治不止,成为工程“癌症”。“十三五”国家重点研发计划项目“膨胀土滑坡与工程边坡新型防治技术与工程示范研究”紧扣膨胀土的“三性”及其互馈作用,揭示了膨胀土滑坡和工程边坡的失稳机理与关键致灾因子,突破了膨胀土边坡多场信息监测与滑坡灾害早期预警技术,研发了“表-浅-深”一体化的膨胀土边坡韧性生态防护技术,形成了膨胀土边坡防护工程健康诊断方法与快速修复技术,初步集成了膨胀土边坡生态防护综合技术体系并实施工程示范三处。项目研究成果为膨胀土滑坡与工程边坡防治提供了新理论、新技术和新工法,社会、经济和环境效益显著,应用前景广阔。     

冻融环境下加筋膨胀土边坡力学模型试验与研究

针对寒区膨胀土边坡冻胀问题,提出采用土工织物加筋处理技术。通过加筋处理及未处理两组室内冻土力学模型试验对比分析,研究在冻融循环作用下土工织物加筋膨胀土边坡的运行机制和效果。试验结果表明:1在土体冻结过程中,未处理的膨胀土边坡不均匀冻胀明显,土工织物加筋能有效抑制结构不均匀冻胀;2土工织物对水分的迁移有阻隔作用,加筋土处理模型的冻深略大于未处理模型;3碎石聚氨酯固脚具有一定的保温防冻胀作用。     

景观区膨胀土边坡失稳机理分析及其治理方法研究

选择膨胀土滑坡的治理方法时常常忽视其失稳机理的分析。文章根据镇江南徐大道黄山景观区膨胀土滑坡治理方法的分析研究及其工程实践，论证了景观区膨胀土边坡失稳的机理与治理方法的相互对应，并为此类滑坡治理提供了成功的范例和经验。文章提出了导水、排水和抗滑桩支挡是此类膨胀土滑坡治理的关键方法，可以起到保护景观、恢复景观的效果，还提出了对此类膨胀土滑坡治理进一步分析研究的内容。     

支挡结构新型反滤层对中～强膨胀土的减胀功能研究分析

袋装砂砾石反滤层存在码砌不易、施工时间长、边坡暴露时间长等缺点,在膨胀土地区若反滤层能发挥一定程度的减胀作用将非常有利于支挡结构的稳定。为规范与完善支挡结构反滤排水系统设计与施工,提高施工效率,保证工程质量,充分、有效地发挥反滤层的反滤、排水作用,开发反滤排水层的减胀功能,文章采用有限元ABAQUS数值计算的方法,研究新型土工垫反滤层的材料参数及结构形式对膨胀土减胀作用的影响。结果表明,在中～强膨胀土桩板墙工况下,通过在墙背与土体之间设置一定厚度的复合排水反滤垫层有明显的减胀效果。反滤排水垫层的弹性工作范围设定在0～100 k Pa之间。复合排水反滤垫层的合理性能指标为:模量的适宜取值范围为0. 1 MPa左右,厚度的适宜取值范围为不宜超过10 cm。产品选型建议指标组合为:2 cm+0. 1 MPa(减载率52%)、4 cm+0. 15 MPa(减载率62%)。     

论裂隙对膨胀土边坡稳定的影响

人们早就知道膨胀土具有多裂隙的特点,也知道它影响边坡的稳定;但怎样影响,严重程度如何,并未清楚认识,在膨胀土边坡设计施工的各环节中并没有充分考虑裂隙影响,以致膨胀土边坡失稳事故仍时有发生。对此作深入研究实有必要。笔者曾发表裂隙开展对强度指标影响的试验成果,提出考虑裂隙影响的边坡稳定分析方法和用土工膜限制裂隙发展的加固方法。在此基础上,本文进一步论述了膨胀土裂隙的产生机理与发展过程,结合膨胀土边坡失稳实例探讨了裂隙所起作用,解释了裂隙开展与膨胀土边坡失稳特征的联系,论述了换土加固方法之所以有效主要在于它限制裂隙开展等。上述各点,从不同的角度论证了多裂隙性是膨胀土边坡易于失稳的关键,是其不同于其它黏性土坡的根本;提出要在膨胀土边坡的分析、计算、施工和处理等各环节都考虑裂隙影响,形成系统理论。     

高速公路膨胀土挖方边坡失稳破坏机理及处治

通过分析膨胀土挖方边坡失稳破坏机理,采用土工格栅柔性支护技术对膨胀土挖方边坡进行处理,结合工程实践介绍此项技术的施工应用和效果,以推广土工格栅柔性支护技术在工程中的应用。     

高速公路膨胀土路堑边坡加固设计与施工处理措施探讨

膨胀土具有胀缩性能大、吸水膨胀软化、失水收缩硬裂等特点,国内很多膨胀土路堑边坡容易出现滑坡、坍塌等现象。本文结合工程实例,对浆砌片石防护+土工格栅加筋并且格栅包边护坡综合防护加固处治方案设计与施工技术进行了详细阐述,实践证明,该设计方案取得了良好的施工效果,且经济合理。     

基于BOTDA的土工格栅加筋膨胀土湿胀干缩特性试验

为了研究土工格栅加筋膨胀土湿胀干缩特性,制作了玄武岩纤维土工格栅加筋膨胀土和素膨胀土矩形槽试样,将传感光纤布设在土工格栅上和土层中,进行了湿胀干缩试验,利用布里渊光时域分析仪(BOTDA),得到素膨胀土和土工格栅加筋膨胀土试样在湿胀干缩过程中的光栅应变,对比分析两种土样应变分布特征。试验结果表明:在膨胀土湿胀干缩过程中,随着含水率的变化,加筋膨胀土平均应变变化量和变形小于未加筋膨胀土,反映了土工格栅对膨胀土体变形的约束作用和抑制裂隙发展的效果。     

膨胀土边坡入渗稳定性分析与锚杆支护参数研究

裂隙的存在是膨胀土边坡在降雨条件下极易失稳的重要因素。为探索膨胀土边坡在降雨条件下渗流场变化特点与稳定性,进行了0,2m与4m裂隙深度下的边坡饱和-非饱和渗流有限元数值模拟,在渗流分析基础上进行基于极限平衡法的膨胀土边坡稳定性分析与锚杆支护参数研究。分析结果表明,裂隙的存在及发展对膨胀土边坡降雨入渗与孔隙水压力分布有显著影响;裂隙开裂越深,表层边坡体越易形成暂态饱和区,同时边坡越趋于不稳定;裂隙发育膨胀土边坡滑坡滑面具有浅层性等特点,锚杆长度、锚固角度、锚固位置等参数变化对降雨下膨胀土边坡安全系数的影响与一般土质边坡有所区别;在分析基础上,提出了合理的锚杆布置方式,以期对膨胀土边坡锚杆布置设计提供建议和参考。     

Effizienzsteigerung von Textilbeton durch Einsatz textiler Bewehrungen nach dem erweiterten Nähwirkverfahren

Textilbeton ist ein neuer, effektiver und sehr innovativer Baustoff zur Verstärkung von Tragwerken. Im Rahmen der laufenden Forschung stehen die weitere Verbesserung des Verstärkungsverfahrens und die stetige Weiterentwicklung der Faser‐Matrix Kombination im Mittelpunkt der Untersuchungen. Aufgrund der hohen Garnzugfestigkeiten sind bei Verwendung textiler Bewehrungen aus Carbon sehr effektive Verstärkungen herstellbar. Bei ungünstiger Konfiguration der textilen Bewehrungen können jedoch verbund‐ und festigkeitsschädigende Rissbildungen innerhalb zugbeanspruchter Textilbetonbauteile auftreten. Diese Rissbildungseffekte werden in Abhängigkeit von der Belastung maßgeblich durch die wirkenden Verbundkräfte und die verarbeitungsbedingte Garnwelligkeit beeinflusst. Dabei ist die Gefahr eines Verbundversagens durch Delamination besonders in den Bereichen der Lasteinleitung in die textile Bewehrung, wie z. B. Endverankerungen und Übergreifungsstößen, kritisch. Dies führt zu einer Reduzierung der nutzbaren Zugtragfähigkeit der textilen Bewehrung im Gesamtbauteil. Um die Effizienz der textilen Bewehrung zu erhöhen, wurde daher ein verbessertes Textilherstellungsverfahren auf Basis der Nähwirktechnik entwickelt. Dadurch wird die ungünstig wirkende Garnwelligkeit deutlich reduziert. Der vorliegende Aufsatz beschreibt vergleichende Untersuchungen der Verbund‐ und Festigkeitseigenschaften zugbeanspruchter Textilbetonbauteile. Die Ergebnisse zeigen, dass mit der Entwicklung des erweiterten Nähwirkprozesses ein maßgeblicher Schritt im Hinblick auf eine weitere Verbesserung der Eigenschaften des Textilbetons erreicht werden konnte. Efficiency Increase of Textile Reinforced Concrete by Use of Textile Reinforcements from the Extended Warp Knitting Process The composite material textile reinforced concrete (TRC) is a new, effective and very innovative method for the strengthening of load bearing structures. Apart from further improvements to the strengthening methods, a continual further development of the fibre‐matrix combination is at the centre of ongoing research. Due to the high tensile strengths of textile reinforcements made of carbon, it enables very effective strengthening of concrete constructions. However, if the textile fabrics are unfavourably configured, bond and strength damaging crack formations within TRC members can occur. Depending on the load, these crack formation effects are substantially influenced by the bond and the size of yarn undulation, which depends on the processing of the fabric. The danger of bond failure by delamination, which particularly occurs in areas of concentrated load introduction into the textile reinforcement, such as final anchorages and overlaps, is especially critical. It results in a reduction of the usable tensile load bearing capacity in the entire member. For this reason, an improved textile manufacturing method based on warp knitting technology was developed. By means of this method, yarn undulation can be reduced considerably. The article on hand describes comparative examinations of the bond and strength properties of tensile loaded TRC elements. The results show that the development of the extended warp knitting process was a substantial step toward a further improvement of the properties of TRC.     

Feuchtesensoren in der Bauwerksüberwachung

Die Bestimmung des Wassergehalts und insbesondere der orts‐ und zeitabhängigen Feuchteverteilung in Baustoffen hat in der Forschung, Baustoffentwicklung, Bauwerksdiagnose und Bauwerksüberwachung einen besonderen Stellenwert. Bei der Untersuchung von Schadensursachen muss an Bauwerken in der Regel die Baustofffeuchte mit bewertet werden, da sowohl wesentliche Baustoffeigenschaften als auch die Dauerhaftigkeit von Bauwerken in entscheidendem Maße von deren Wassergehalt abhängig sind. In jüngster Zeit werden Feuchtesensoren eingesetzt, um die Funktionsfähigkeit und Dauerhaftigkeit von Instandsetzungs‐ bzw. Schutzmaßnahmen zu kontrollieren. Dies soll es dem Bauherrn ermöglichen, rechtzeitig Maßnahmen einleiten zu können, bevor Schäden infolge von Wasser‐ bzw. Chloridzutritt auftreten können. Condition Assessment with Moisture Sensors The determination of the water content in construction materials and in particular with regard to its depth and time dependent distribution is of high interest in the area of research, material development and condition assessment of structures. The assessment of the reason of damages mostly require to regard the moisture content of structures, because the moisture content basically affects material properties and the durability of structures. Recently moisture sensors have been used to control the functionality and durability of repair and protection measures. This enables the owner to carry out accurately timed measures to prevent damages due to the ingress of water and chlorides.     

Umlagerungsverhalten von Plattentragwerken aus Stahlfaserbeton

Das Tragverhalten von Platten aus Stahlfaserbeton ist von starker Nichtlinearität durch Rissbildung und großen traglaststeigernden Umlagerungen geprägt. Für ihre Berechnung und Bemessung wird ein nichtlineares Verfahren vorgestellt. Es basiert auf einer elasto‐plastischen Schädigungsbeschreibung des Faserbetons mit eingebetteter Betonstahlbewehrung und einer Finite Elemente Diskretisierung des Stabstahls und der Platte mit regularisierter Verschmierung der Rissbildung im Elementnetz. Das Verfahren wird an einer punktgestützen Stahlfaserbetonplatte eines Großversuchs angewendet und verglichen mit anderen gängigen Methoden, nämlich einer linear‐elastischen Schnittgrößenermittlung bzw. der Bruchlinientheorie. Zur Bemessung erweist es sich als sehr geeignet, allerdings – ähnlich den beiden anderen Verfahren – abhängig von der angenommen Rissbildung, der Nachrisszugfestigkeit und geometrischen Größen. Redistribution Effects of Steel Fibre Reinforced Concrete Slabs Numerical Computation and Design The bearing behaviour of steel fibre reinforced concrete (SFRC) slabs is mainly affected by nonlinearity due to cracking and redistribution effects leading to an increased bearing capacity. A nonlinear approach for structural analysis and design of such structures is presented. It is based on an elasto‐plastic damage theory to model material behaviour of SFRC and allows for additional embedded rebars. By adopting a finite element discretisation of the slab structure a regulated smeared modelling of cracking is achieved. Further the nonlinear model is applied to a full scale test of a SFRC flat slab structure and results are compared to alternative already well established methods, namely a linear elastic analysis and the yield line theory. The proposed method is proven to be very suitable for design but – alike the alternatives – depends on assumed crack patterns, residual tensile strength of the SFRC and geometrical parameters.