膨胀土边坡稳定性参数影响分析

膨胀土边坡稳定性控制是工程建设的一大难题。针对膨胀土边坡的稳定性进行探讨,把膨胀土边坡失稳模式总结为浅层平面破坏和整体圆弧破坏,将膨胀土边坡分为风化层和未风化层进行稳定性分析,并给出了膨胀土边坡计算的参数选取方法;根据某工程实例,运用了整体稳定性分析和浅层平面分析法探讨了中膨胀土、弱膨胀土边坡受坡高、坡比及风化层厚度影响时的稳定性,并对两种破坏模式进行对比分析;研究表明:坡比及风化层厚度对膨胀土边坡的影响较为明显,且边坡存在一稳定比,本工程大气影响深度为1.5～2m,则中膨胀土边坡稳定坡比为1:2.0～1:2.5,弱膨胀土边坡为1:1.5;膨胀土边坡破坏主要表现为浅层破坏膨胀土边坡,稳定性受浅层破坏模式控制。     

膨胀土开挖边坡吸力和饱和度的研究

为了研究非饱和膨胀土开挖边坡中吸力变化对边坡的影响及边坡体不同部位饱和度的变化规律,在湖北某高速公路的开挖边坡上埋设热传导探头和含水率探头进行观测。监测数据与自然边坡的监测结果表明开挖边坡的吸力变化幅度较大,对膨胀土开挖边坡的稳定产生不利的影响,边坡的不同位置的大气影响深度不同。野外获得的土-水特征曲线能真实反映吸力和饱和度的变化,它能为非饱和膨胀土中基质吸力引起的强度提供了相应的参数,大大简化计算,避免计算不同饱和度情况下的强度。从土-水特征曲线还能获知非饱和膨胀土的渗透参数,对工程具有一定的指导意义。     

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。     

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。     

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。     

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。     

脱湿速率对膨胀土堑坡稳定性的影响分析

以广西南宁膨胀土为研究对象,设置不同温湿度条件引起的脱湿环境,测试不同脱湿速率作用下,膨胀土的收缩特性以及持水能力,预测不同脱湿速率作用下非饱和土体渗透曲线,并对膨胀土边坡雨水入渗过程进行数值模拟计算。试验结果表明,脱湿速率越小,膨胀土收缩变形越大,这说明自然条件下湿度大的气候里,经过缓慢蒸发,表层土体的膨胀潜势会较大。数值计算结果表明,脱湿速率较小时,降雨后边坡雨水入渗的影响深度较大,这说明,湿度大的气候条件下,长期的蒸发过程,会导致更大的降雨入渗深度,从而不利于膨胀土边坡的稳定。     

铁路工程中膨胀土路基处理深度确定方法初探

通过膨胀力平衡法、路基动应力法、大气影响深度法对铁路工程中膨胀土产生的膨胀力的影响深度进行初步探讨，所得譬论可供某些铁路膨胀土地段的设计借鉴参考。     

谈高速公路膨胀土路堑边坡处理

针对膨胀土边坡的防护问题,结合湖北荆宜高速公路膨胀土路堑段实例,因地制宜地提出防止膨胀土边坡溜坍和滑坡等病害的边坡处理技术,为类似膨胀土边坡处理提供指导。     

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。     

基于现场监测的膨胀土大气影响带分析研究

以浩吉铁路某膨胀土路基试验段为依托,对膨胀土大气影响带厚度开展现场监测研究,并与经验值计算法所得成果对比,结果显示强膨胀土大气影响带厚度在3.5 m,中膨胀土大气影响带厚度在3 m,两者大气急剧影响层厚度均为1.5 m,验证了设计中采用的弱中膨胀土路堑基床底层换填1.0 m改良土、强膨胀土基床底层换填1.9 m厚改良土方案是合理的。     

膨胀土渗透性室内试验与非饱和渗透系数预测

考虑大气作用的影响,用室内试验的方法模拟自然条件下膨胀土渗透特性的变化过程,并采用Fredlund和Xing法对非饱和膨胀土的渗透系数进行预测分析。研究结果表明,干湿循环作用导致膨胀土渗透性逐渐增强,揭示了膨胀土堑坡大气影响深度的演化规律,研究结果可为工程设计和数值计算的参数取值提供参考。     

脱湿状态对膨胀土膨胀变形和强度特性的影响

非饱和膨胀土的脱湿状态对土中水分散失速率影响较大,不同的脱湿速率又会使膨胀土呈现不同的工程性状。通过控制恒温恒湿箱的温湿度工作参数,设置不同的脱湿环境制备土样,进行土工试验,深入认识脱湿状态对膨胀土膨胀变形和抗剪强度的影响。将饱和土样脱湿到设定的不同含水率,进行有荷载膨胀率试验,结果表明:在相对湿度越大的环境下,脱湿速率越小,土体膨胀率越大;起始含水率和上部荷载越小,土体膨胀变形越大。将不同起始含水率的土样膨胀完全后放入直剪仪,进行固结直剪试验,结果表明:脱湿到不同含水率的试样,脱湿速率越小,土体越密实膨胀后的抗剪强度越大;上部荷载存在可提高土体的抗剪强度,起始含水率越小上部荷载越大土样的抗剪强度越高。研究结果可为大气作用下膨胀土边坡的防护设计提供参考,有助于对自然气候环境下膨胀土边坡的灾变进行预警,并可优化膨胀土边坡的施工方案。     

裂隙膨胀土边坡稳定性评价

利用线弹性力学理论研究了膨胀土的裂隙性,假定基质吸力从地表到地下水位呈理想的线性分布,给出了裂隙扩展的弹性力学解.土中裂隙的开裂深度与土体的抗拉强度、泊松比、地下水位埋深以及土体SWCC特征曲线等土体特性参数密切相关.(s0+ct)/D为裂隙扩展深度的极值.研究了裂隙性对膨胀土超固结性和强度的影响,并在现场用物理和力学的方法实测了膨胀土的开裂(风化)深度.在此基础上,进行了考虑膨胀土裂隙性的边坡稳定性分析,在持续降雨72 h后,含2.0 m裂隙的膨胀土边坡的安全系数比不考虑裂隙的情况下降了0.76.因此,考虑裂隙的影响是非常必要的.     

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。     

膨胀土路堑边坡破坏研究

从膨胀土路堑边坡的破坏类型和机理出发,论述了膨胀土路堑边坡破坏的原因及处治时应考虑的因素,并对南昆铁路和云南楚大高速公路中出现的路堑边坡破坏问题进行了相关分析,提出了采用柔性支护技术处理膨胀土路堑边坡的思路。     

膨胀土边坡的现场吸力量测

论述了膨胀土边坡现场吸力量测的方法和成果。研究认为,膨胀上边坡的基质吸力沿深度呈指数函数分布,且边坡中存在一个吸力“临界深度”,在此深度以上,基质吸力受土质、气候、温度等环境因素影响较大;在此深度以下至地下水位以上,吸力一般较小但并不为零。比较挖方和填方边坡的观测成果可知填方边坡的基质吸力比相同深度控方边坡的基质吸力大１～２倍,这主要是因为填方边坡密度、含水量均较低。根据实测吸力与含水量的关系,本文还绘制了现场土一水特征曲线。研究成果为非饱和土理论应用于实际工程探索了经验。     

膨胀土筑路技术研究

本文论述了膨胀土的特性，提出膨胀土路基边坡防护加固方案，通过试验，对膨胀土的处理效果进行分析，对膨胀土作为路基料的技术处理提出了结论。     

浅析膨胀土边坡的破坏机理及防治措施

膨胀土是一种具有吸水膨胀、失水收缩特性的高液限粘土,工程性质极差。如果处理不当,对大型渠道、高速公路、铁路等工程会产生严重影响;反之,如果处理措施过于保守,又会导致建设资金的浪费。因此,研究膨胀土边坡的破坏特征与机理,寻找更加绿色、环保、安全和经济的处理措施,是非常有必要的。从膨胀土边坡的破坏特征、破坏机理出发,提出了膨胀土边坡的防治措施,探讨了各种治理措施的优缺点和膨胀土的重点研究方向,对膨胀土边坡的防治具有积极的指导意义。     

膨胀土边坡物理模型试验研究

进行了一系列压实膨胀土的大型静力模型试验,对边坡土体吸湿后的含水率、膨胀变形等进行了实时监测。试验成果显示,膨胀土边坡浅层土体吸湿后其含水率场分布不均匀,干湿分界面处土体易由于不均匀膨胀变形而导致局部剪切错动,并随水分在坡体内的迁移,局部滑动面逐渐向边坡纵深扩展,在不同深度、不同部位形成多重剪切滑动面,最终导致边坡整体塌滑。针对静力模型试验进行了考虑膨胀性的非线性有限元计算,比较了边坡自重条件下和吸湿后应力场的变化,可知吸湿引起顺坡向正应力在干湿分界面处变化剧烈,剪应力明显增大,强度折减法得到的模型试验边坡安全系数仅0.92。研究成果表明：影响膨胀土边坡浅层稳定性的最根本原因并非膨胀土的超固结性或裂隙性,而是土的胀缩特性。