反映裂隙影响的膨胀土边坡稳定性分析

膨胀土是多裂隙土,其边坡的稳定性在很大程度上受裂隙影响。裂隙开展后抗剪强度显著降低,裂隙开展深度将本来均一的土层划分为强度差异显著的不同土层,雨水进入裂隙中形成渗流增加了滑动力矩,裂隙还随时间而发展。这些都显著影响膨胀土边坡的稳定性。本文提出了一种以条分法为基础的近似反映裂隙影响的膨胀土边坡稳定性分析方法。将膨胀土坡划分成3个亚层,即裂隙充分发展层、裂隙发育不充分层和无裂隙层,分别取用不同的强度指标;给出了裂隙深度、各亚层界面、各层强度指标以及裂隙渗流浸润线的近似确定方法。所提出的方法反映了膨胀土边坡失稳机理,可体现其平缓性、浅层性、牵引性、长期性、季节性、方向性等特点。算例分析表明了它的合理性和实用性。     

伞型锚在鄂北调水高膨胀土滑坡治理中的应用

以鄂北调水工程某高膨胀土滑坡为例,开展了现场探槽取样试验、室内物理力学试验及室内CT试验,揭示了滑坡主要是裂隙强度控制下的膨胀土边坡失稳。针对探槽揭示的滑动面的分布特征,论述了伞形锚技术的加固机理、加固方案、施工工艺等,通过现场监测资料可知,采用伞形锚加固后,在后期开挖及施工过程中滑坡是稳定的,从而验证了伞形锚加固方案的合理性。     

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。     

基于原位监测和模型试验的膨胀土高边坡稳定性分析

以某25 m高的膨胀土临时渠道边坡为研究对象,通过已滑渠坡的现场探槽试验,发现渠道左右岸在高程140～142 m均赋存长大裂隙,为裂隙强度控制下的边坡失稳;针对滑裂面的位置和形态,选取有代表性的渠段开展了预应力伞型锚加固方案设计,并布置了以锚力和变形为主要监测手段的完整监测断面。针对现有土质边坡锚力监测存在的精度不高等问题,开展了室内物理模型试验,研究预应力伞型锚监测土质边坡的适用性。根据原位监测和模型试验成果,分析了渠坡在开挖、加固及降雨等过程中的稳定状态,明确了影响渠坡稳定的关键因素及渠坡加固方案的合理性,并提出了基于锚力监测的膨胀土高边坡稳定状态判别标准。     

膨胀土的强度及其测试方法

膨胀土的强度参数是膨胀土边坡稳定分析的基础。膨胀土的特殊性以及膨胀土边坡失稳机理的复杂性使得膨胀土强度指标的获取和取值十分困难。以往对于膨胀土的强度曾开展过大量的研究工作,但无论是研究体系,还是试验方法以及强度取值原则都存在一定的差异。人们关注到膨胀土裂隙的存在,却又难以实测到裂隙面上真实的强度指标;关注到膨胀土的非饱和特性,并试图用含水率变化引起的强度衰减来解释边坡的失稳机理;然而,无论采用何种理论,都难以将膨胀土的强度与边坡的失稳机理有机的联系在一起,造成在实际工程中数值分析与边坡实际稳定状态不符的现象。仅从强度理论上讲,膨胀土仍然是一种黏性土,仍然应符合莫尔–库仑强度准则。所不同的是,由于裂隙的存在,使得膨胀土的强度时而显示出均匀介质的特性,时而显示出非均匀介质的特性。因此,研究膨胀土的强度特性,不可避免的要研究裂隙以及裂隙对强度的影响问题。在大量现场工作和室内试验研究的基础上,重点探讨了裂隙对膨胀土强度的影响,提出对于膨胀土的强度应以土块强度和裂隙面强度两套指标进行描述,而土块强度又应区分为有胀缩裂隙和无胀缩裂隙两类,并进一步提出了不同强度的测试方法。     

LCHH基于FLAC下的暴雨对弱膨胀土边坡稳定性影响的研究

结合室内弱膨胀土边坡实体模型试验所得数据,利用岩土工程数值分析软件FLAC,模拟分析南方强降雨条件下膨胀土边坡失稳问题,综合实体模型试验结果和软件数值模拟结果对比指出雨水对膨胀土边坡稳定性影响很大,提出膨胀土边坡加固治理建议和方法。     

引江济淮工程膨胀土渠坡失稳机理及加固效果分析

膨胀土是一种吸水膨胀软化、失水收缩干裂的特殊土,工程界常称之为灾害性土,处理膨胀土渠坡是引江济淮工程的主要技术问题之一。对引江济淮工程典型段膨胀土渠坡的失稳机理及原因进行了分析,通过设置观察窗对渠坡的裂隙进行了观测,采用水泥改性土换填、钢筋锚杆和GFRP筋锚杆技术对渠坡进行加固处理,介绍了水泥土换填、渠坡锚杆加固设计方案和施工专项技术,利用应力计监测了在注水期和水位稳定期情况下两种锚杆的应力变化,并采用自动化监测系统对加固后的渠道边坡变形进行了现场监测。监测结果表明：钢筋锚杆加固边坡位移最大为12.07 mm,GFRP锚杆位移为4.64 mm;锚杆应力在注水期逐渐增大,在水位稳定期趋于稳定,在降水期逐渐降低;渠底和渠坡深层岩土体位移发展都很小,说明渠坡加固效果良好,无明显滑动面产生。     

膨胀土边坡稳定分析综述

总结了前人在膨胀土边坡方面的研究成果，分析了膨胀土边坡的失稳机理，指出了膨胀土边坡稳定的影响因素，以促进膨胀土的研究，达到膨胀土边坡稳定的效果。     

裂隙膨胀土性质研究综述及展望

随着南水北调中线工程的进行,越来越多的膨胀土问题涌现出来。文章总结了国内外膨胀土的研究现状,系统归纳了裂隙对膨胀土强度、变形、渗透性质及边坡稳定的影响等研究的进展,认为裂隙对膨胀土体性质及边坡稳定有着重要的影响。针对目前鲜有裂隙量化研究的情况,强调了裂隙量化研究的重要性和必要性,并对今后的研究方向进行了展望。     

裂隙对非饱和土边坡稳定性的影响

降雨往往导致含裂隙土坡的失稳。在非饱和土广义固结理论的基础上,对某一边坡进行了变形与孔隙水、孔隙气流动的耦合分析。分析中考虑了非膨胀土和膨胀土边坡中不存在裂隙以及存在裂隙的情况,并对计算结果进行了对比分析。     

降雨/蒸发对膨胀土边坡稳定性影响研究

为深入研究降雨/蒸发作用对膨胀土边坡稳定性的影响,本文将改进的二维渗流模型与极限平衡分析法相结合,计算分析降雨、蒸发两种不同类型的气候作用下试验场地膨胀土边坡体内的渗流场变化及边坡的稳定性;结合试验边坡的现场监测资料,论述了膨胀土边坡的失稳机理。本文的研究表明:持续降雨引发土体吸力降低、强度衰减、有效应力降低并在坡脚处首先达到极限平衡状态;蒸发作用使浅层土体含水量降低,吸力增加,但同时也出现的收缩作用将产生裂隙而折减土体强度且增强渗透性,但土体内吸力的大幅提高则起主导作用。本文的研究成果将有助于分析评价膨胀土边坡在遭受干湿循环作用下的长期稳定性。     

高速公路膨胀土边坡整治

在膨胀土边坡整治设计中,由于膨胀土在稳定性计算分析时有不确定因素,因此整治设计需结合对膨胀土边坡失稳特点和规律的认识,再结合类似边坡失稳的分析研究,使其稳定性计算分析和整治设计有较强的针对性。在总结分析膨胀土特点和规律后,对3个具体的膨胀土边坡失稳原因进行分析,然后根据襄孝高速公路对膨胀土路堑边坡进行试验研究,对其采用削坡放缓、抗滑桩加固、锚杆加固、抗滑挡土墙加固四种整治方式,分别对其进行稳定性分析。在满足稳定性前提下,从经济和生态环保角度比较各自的优劣,在12 m高以内边坡,采用削坡放缓整治方式最为经济环保。     

高速公路膨胀土边坡整治

 在膨胀土边坡整治设计中，由于膨胀土在稳定性计算分析时有不确定因素，因此整治设计需结合对膨胀土边坡失稳特点和规律的认识，再结合类似边坡失稳的分析研究，使其稳定性计算分析和整治设计有较强的针对性。在总结分析膨胀土特点和规律后，对3个具体的膨胀土边坡失稳原因进行分析，然后根据襄孝高速公路对膨胀土路堑边坡进行试验研究，对其采用削坡放缓、抗滑桩加固、锚杆加固、抗滑挡土墙加固四种整治方式，分别对其进行稳定性分析。在满足稳定性前提下，从经济和生态环保角度比较各自的优劣，在12 m高以内边坡，采用削坡放缓整治方式最为经济环保。     

基于裂隙描述的膨胀土堑坡稳定性分析

以广西白色强膨胀土为研究对象,利用MATLAB软件编制程序对土体裂隙图片进行二值化处理,获得裂隙率与含水率的线性回归关系。现场试验观测表明,雨季前裂隙长期平均宽度0.005 m,利用等效模型,获得表层土体含水率与裂隙间距的相关关系。按照雨水在裂隙中渗流的过程建立裂隙影响下的雨水入渗计算模型,利用不同裂隙间距,来描述裂隙分布。基于裂隙描述的雨水入渗膨胀土堑坡稳定性计算结果表明,是否考虑裂隙对膨胀土边坡稳定性的计算结果影响较大。当裂隙率较高时边坡持续降雨后安全系数会大幅度降低,同时边坡大气剧烈影响深度的加深也会引起安全系数的迅速降低。根据研究结果,对膨胀土边坡治理提出了具体建议。     

基于ABAQUS的土质边坡渐进性破坏数值模拟

具有裂隙性、膨胀性等特性的土质边坡稳定性研究需要考虑渐进性破坏问题。采用基于ABAQUS的有限元强度折减法,进行变形局部化和滑动面渐进式形成过程的有限元数值模拟,获得土质边坡稳定性的安全系数,及边坡坡角和土的剪胀角对边坡安全系数的影响。     

膨胀土边坡失稳机理与加固技术研究

在膨胀土边坡病害处治工程中,对边坡范围内的土层分布、工程与水文地质条件等进行分析后,发现裂缝开展是导致边坡滑移的主因;结合桥墩桩体裂缝、桥头附近沥青路面层横向张拉裂缝的位置,确定出可能的软弱滑动面(带),并利用Geo-Slope软件评价其稳定性;基于极限平衡理论,运用反演分析方法,给出合乎实际的滑带土综合抗剪强度指标值;提出了总体整治方案。     

膨胀土路基边坡等厚式封面层稳定性计算方法研究

 对膨胀土路基边坡进行封面处理, 是保证边坡稳定工作的常用工程措施之一。由于封面土与膨胀土路堤间的界面成为整个路堤的薄弱环节, 由此会导致封面土本身产生稳定性丧失问题, 需要对封面土层进行稳定性计算分析。对于等厚式封面土层, 目前常用的分析方法均是根据无限长平行坡的假设来进行的, 但实际路基边坡是有限长的, 这种方法所假定的滑动面与实际不符。按笔者通过实验所得的滑动面位置, 对膨胀土路基边坡等厚式封面土层的稳定性计算公式进行了推导, 确定了稳定性系数的分析计算公式。     

膨胀土路基边坡等存式封面层稳定性计算方法研究

对膨胀土路基边坡进行封面处理,是保证边坡稳定工作的常用工程措施之一,由于封面与膨胀土路堤间的界面成为整个路堤的薄弱环节,由此会导致封面土本岙产生稳定性丧失问题,需要对封面土层进行稳定计算分析,对于等厚封面土层,目前常用的分析方法均是根据无限长平行坡的假设来进行的,但实际路基边坡是有限长的,这种方法所假定的没 面与实际不符,按笔者通过实验所得的滑动位置,对膨胀土路基边坡等式封面土层的稳定性计算公式进行了推导,确定了稳定性系数的分析计算公式。     

膨胀土边坡长期强度变形特性和稳定性研究

调查表明,许多经计算分析认为稳定的新开挖膨胀土边坡随着时间的推移发生了失稳破坏,笔者利用离心模型试验针对这一问题开展了较为深入的试验研究。结果发现,干湿循环是导致这一问题产生的根本原因。干湿循环使得膨胀土边坡产生裂缝,随着干湿循环次数的增加,裂缝逐渐变宽变深。裂缝的存在不仅削弱了膨胀土边坡土体的结构,而且为水的入渗提供了通道,从而使土体软化,强度降低。每次干湿循环,膨胀土边坡均累积了向坡下的沉降和水平位移,随着干湿循环的次数的增加,不论边坡土体密度高低,最终都将导致膨胀土边坡的渐进破坏。室内三轴试验由于不能模拟干湿循环作用下膨胀土边坡裂缝的产生和发展过程以及水的入渗对其强度和变形特性的影响,因此,其得出的强度和变形指标直接应用于膨胀土边坡的变形和稳定分析是不合适的。防止膨胀土边坡发生破坏的最关键的措施是尽可能隔断其与外界的水分交换,如不能隔断其与外界的水分交换,也应采取合适的排水措施,以尽可能防膨胀土边坡充分湿化。