不同气候条件膨胀土路堤土压力的变化规律试验研究

用广西南友路宁明地段“中等膨胀性土”和湖南常张路慈利地段“弱膨胀土”作路堤填料,按90%的压实度填筑,在不同排水边界条件和不同路堤边坡坡度条件下,模拟路堤在4种不同气侯条件下,通过8组膨胀土路堤模拟试验,研究得出了膨胀土路堤中土压力的变化规律:①膨胀土路堤中的土压力与路堤填料、路堤土的压实度、排水边界条件和路堤中的含水量等密切相关;②膨胀土路堤堤顶积水时,当路堤中的含水率从最佳含水率增大到饱和含水率左右时,路堤中的土压力增大0.006～0.073MPa不等;③有较高含水率(接近饱和)的膨胀土路基,在阴天、日照和降雨气候条件下膨胀土路基中的土压力变化在±0.001MPa,一般不会超过±0.002MPa;④膨胀土路堤受大气影响深度范围为2.5～3m,越靠近膨胀土路堤表面,土压力变化幅度越大;⑤膨胀土路堤中的土压力变化,由膨胀土路堤中含水率变化所引起的土体自重的变化和膨胀土在不同气候条件下不同含水率所产生膨胀土压力的变化的综合作用结果。     

膨胀土路基边坡封面土层的分析研究

膨胀土路堤边坡封面是一种保证其正常使用的工程措施.但封面土与膨胀土路堤间的界面又变为整个路堤的薄弱环节.本文综合考虑封面土稳定性以及占地指标和土方量等涉及工程造价的因素,进行相关分析,找出封面土层稳定性良好且工程造价最低的最优填筑形状.     

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。     

膨胀土地区铁路路基施工技术

文章结合膨胀土的特性,介绍膨胀土地区路堑开挖、路堤填筑以及边坡防护加固的施工技术措施,旨在为膨胀土地区铁路路基的施工提供借鉴。     

关于成都膨胀土地区边坡稳定性的探讨

在成都市三环路建设中,膨胀土边坡稳定性研究一直是大家关心的一个课题.膨胀土边坡土体中的吸力变化直接影响到其稳定性,本文就成都膨胀土的一些物理、化学性质进行探讨,并参照"人工神网络持"中的吸力经验公式,以三环路东-B标段的路堤边坡为例,采用"条分法"进行预测分析,取得了较好的效果.     

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。     

关于成都膨胀土地区边坡稳定性的探讨

成都市三环路建设中 ,膨胀土边坡稳定性研究是大家关心的重要课题。膨胀土边坡土体中的吸力变化直接影响到其稳定性 ,参照“人工神经网络技术”中的吸力经验公式 ,以三环路东一B标段的路堤边坡为例 ,采用“条分法”进行预测分析 ,并有针对性地进行防护处理取得了较好的效果。     

中膨胀土路堤包边方案及其试验验证

中膨胀土具有较强的吸水膨胀软化特性，其CBR值低于3％，不能满足路基对填料的强度要求，若用作路基填料必须进行处理。对中膨胀土路堤包边方案进行深入论证，对中膨胀土包边路堤边坡稳定性、路基强度与变形及石灰包边层的保湿作用进行分析。分析结果表明：中膨胀土包边路堤具有较好的浅层稳定性和整体稳定性；包边条件下，填土具有较高的强度和较低的变形，满足路用要求；包边层具有良好的防风化和保湿作用。在此基础上，提出中膨胀土路堤包边方案，并通过现场试验进行验证，试验验证表明，石灰包边方案能经受当地自然条件和气候条件的影响，能保证路基的稳定和安全营运。     

弱膨胀土高填路堤的破坏分析及处治方案

以广东梅河高速公路高填方弱膨胀土路堤为工程背景,根据Bishop法分析了路堤的破坏原因,最后提出了注浆钢花管与预应力锚索综合应用的处治方案,并增设了边坡内排水设施,实践证明本方案实施有效、安全可靠。     

石灰改良膨胀土高铁路堤离心模型对比试验研究

为研究石灰对膨胀土高铁路堤的改良效果,以膨胀土和石灰改良膨胀土为原材料,设计两组路堤模型,对其开展3次干湿循环条件下坡体响应离心模型试验研究,重点分析二者作为高铁路堤填料的工程特性差异。结果表明:随深度增加,路堤受大气影响减弱,改良土路堤的大气影响深度为20 cm,较之未改良土路堤深度小,石灰改良膨胀土可以作为高铁路堤填料;膨胀土和未改良土路堤浅部饱和含水率均在40%左右,其深部含水率都小于40%,但未改良土路堤中含水率变化较改良土路堤更为敏感;干湿循环条件下,5%的石灰掺入量可以有效抑制膨胀土变形,较好地遏制其膨胀潜势、渗透性、导热性、透水性等特性参数。     

膨胀土渠道边坡的综合防治

从膨胀土的基本特性出发,分析了膨胀土渠道边坡的破坏特点及机理,在此基础上探讨了膨胀土渠道边坡综合治理的工程措施,从而减少膨胀土对渠道的危害,保证渠道在一定年限内安全运行.     

基于摩尔-库仑准则的膨胀土弹塑性本构模型及其数值实现

膨胀土的应力应变关系与含水量的变化有关,通过室内试验对膨胀土的变形、强度以及膨胀参数与含水量之间的关系进行研究,以湿度应力场理论为基础,提出了一个具有工程实用价值的基于摩尔库仑准则的膨胀土弹塑性本构模型。依据FLAC3D数值模拟软件所提供的二次开发程序,给出了该膨胀土弹塑性本构模型二次开发程序过程的基本原理以及模型的程序框图。结合渗流软件计算的湿度场分布,进行膨胀土基坑边坡实例验算,验证了该本构模型的正确性。     

膨胀土边坡的稳定性分析

根据膨胀土边坡失稳破坏现象，将其破坏类型归结为表层溜塌、浅层破坏和深层破坏，同时对其破坏发生机理进行探讨。然后在考虑膨胀土工程特性和环境因素影响的情况下，对南阳一中等膨胀土边坡进行稳定性分析。进而在此基础上，对上述3种破坏类型的滑面进行研究，提出该实例边坡的合理坡率和浅层破坏滑面位置。     

降雨诱发膨胀土边坡渐进破坏研究

膨胀变形是膨胀土边坡失稳破坏的重要因素之一,研究分析降雨诱发膨胀土边坡渐进破坏过程具有重要的实践意义。基于膨胀应变与基质吸力增量的线性关系,将膨胀性引入非饱和流固耦合模型当中,建立一种适用于膨胀土工程的非饱和渗流场–应力场–膨胀应变场多场耦合数值计算方法。结合应变软化模型,分析单次降雨诱发下膨胀土边坡入渗过程以及边坡渐进破坏全过程。结果表明,非饱和膨胀土边坡在单次降雨诱发后,坡体发生以坡脚为起始逐渐向坡顶扩展的破坏,具有明显的时间延后性、多层逐级后退式的特点。膨胀土的膨胀性、强度参数对坡体破坏形式具有显著的影响,膨胀土边坡破坏既保留了一般黏性土的共性也呈现出干缩湿胀的特殊性。     

降雨入渗条件下的膨胀土边坡稳定性分析

考虑膨胀土的开裂性,研究了雨水入渗条件下的膨胀土边坡的渗流规律,进行了相对应的稳定性分析。通过考虑和不考虑裂隙时的膨胀土边坡稳定性的比较,表明二者具有很大的差异性。通过与现场实际情况相比较说明,在研究降雨入渗条件下的膨胀土边坡稳定性时,考虑土体的开裂性是十分必要的。     

非饱和导排结构控制降雨入渗的边坡物理模型试验

膨胀土渠坡失稳是影响南水北调中线供水工程安全性的重要因素之一,而对其边坡进行防渗处理是解决膨胀土边坡失稳的有效途径。针对传统边坡防渗处理方法(面板与土工布覆盖等)存在生态功能弱以及使用寿命短等不足,开展了非饱和导排结构的边坡防渗效果的物理模型试验研究。利用土壤剖面负压动态监测数据,采用非饱和渗流理论,在不同降雨强度与不同初始含水量条件下,对比分析了两种非饱和导排结构即细/粗粒二元结构和粗粒单一结构,控制降雨入渗边坡的效果。研究结果表明:在降雨强度为4.18×10-4 cm/s的情况下,二元结构能有效阻止降雨入渗;且细粒层初始含水量越低,其储水能力越强,二元结构控制降雨入渗的效果相对越好。在降雨强度为1.72×10-4,4.18×10-4,4.97×10-4 cm/s的情况下,粗粒层单一结构对降雨入渗边坡均具有一定的控制作用,但有5.6%~10.7%的降雨从模型底部排出,存在入渗风险。总体上,从排水–渗流控制效果与生态功能角度考虑,二元结构明显优于单一结构。研究成果可为解决南水北调膨胀土边坡以及其它工程边坡的渗流控制问题提供技术支撑。     

纤维类材料改善膨胀土工程性能的适用性探讨

通过室内土工试验和数值模拟分析研究纤维类材料改良膨胀土的可行性和效果。结合室内试验结果,采用有限差分软件FLAC3D模拟均质膨胀土边坡和加FRP锚杆后的改良膨胀土边坡,并对二者进行了对比。室内土工试验表明,聚乙烯纤维能有效提高膨胀土的膨胀率和膨胀力以及显著降低纤维土的收缩性。数值模拟分析表明,纤维增强复合塑料能有效增加膨胀土边坡安全系数,减少滑动位移。     

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。     

Model test study on the protection of expansive soil slope with polymer waterproof coating

Polymer Waterproof Coating (PWC) is proposed to protect expansive soil slopes. Three groups of slope test models are developed to compare the efficiency of PWC, and the laws of water content, pore water pressure, soil deformation, and slope surface morphology change under repeated cycles of precipitation-evaporation environment are monitored and analyzed. The mechanism and effect of PWC protection on the expansive soil slope are discussed. The test results show that cyclic precipitation-evaporation has a significant impact on the water content, deformation, and slope surface shape of shallow layer of expansive soil slope. The change of water content and pore water pressure of slope caused by rainfall infiltration has hysteresis. The PWC-protected slope has significantly less soil deformation and water change than bare slope. The PWC protective layer blocks the water exchange between inside and outside the slope, keeping the slope water in a "dynamic and stable" state and inhibiting the slope surface cracking. The PWC protective layer significantly reduces the erosion of slope surface due to rainwater and has a significant effect on improving the integrity and strength of the slope soil. The PWC protection slope continues to have great stability even after numerous simulations of extremely harsh climates.     

Research on the protection of expansive soil slopes under heavy rainfall by anchor-reinforced vegetation systems

An anchor-reinforced vegetation system (ARVS) is a new type of flexible slope protection system. ARVSs are composed of vegetation, anchors and high-performance turf reinforcement mats (HPTRMs) and can maintain the stability of expansive soil slopes while producing superior ecological effects. Through in situ comprehensive monitoring and comparative analyses, we systematically discuss the impact of heavy rainfall on ARVS-protected expansive soil slopes during the local wet season in Nanning. The results show that during the local wet season, the soil temperature and water content in vegetation-covered areas are lower than those in bare areas. The soil temperatures in different areas on the expansive soil slopes decrease with increasing depth. The ARVSs significantly affected the regulation of water transport and soil temperature, which limited soil deformation in different directions. The subsequent heavy rainfall would cause greater deformation of the expansive soil slope when less antecedent rainfall fell. Low-intensity and long-duration heavy rainfall events have greater negative impacts on expansive soil slopes than high-intensity and short-duration rainfall events. Under the action of severe rainfall-evaporation, expansive soil slopes protected by ARVSs can maintain stability.