STW型生态土壤稳定剂用于防风固沙试验研究

利用自主研发的STW型生态土壤稳定剂,试验研究了其用于防风固沙的力学性能和抗风蚀性能,利用超微型贯入仪和自制的模拟吹风装置对改性沙土的强度和抗风蚀性能进行了试验分析。试验结果表明:STW型生态土壤稳定剂改性沙土的强度有了明显提高,具有较好的抗风蚀效果和一定的保水性能,稳定剂的使用浓度以5%为宜。     

改性钠羧甲基纤维素胶结固化土质边坡机制与抗冲蚀特性研究

 改性钠羧甲基纤维素(简称改性CMC)溶液在岩土体表面具有较强的渗析胶结与吸附胶结作用,按一定浓度就地拌合原状土,形成12～15 cm固化层可对土质斜坡起到加固、防渗与抗冲蚀作用。取寒区公路边坡粉砂土,利用不同浓度改性CMC进行拌合加固,对干燥后的试样进行水稳(遇水崩解),抗剪强度与渗透系数测试,并进行冻融循环条件下加固体强度与变形影响因素研究。结果显示,随改性CMC浓度增加,加固土水稳性增强,抗剪强度增大,渗透系数降低,至1.1%加量的改性CMC加固土,其崩解程度为0,黏聚力提高1.2倍,内摩擦角提高0.8倍,渗透系数从2.17×10－4 cm/s减小到1.0×10－5 cm/s,冻融强度损失小于25%。设计降雨冲刷试验研究改性CMC加固土抗冲蚀性能,结果表明：按120 mm/min雨强冲刷8.7 min,未加固土边坡即形成沟蚀,沟槽最大宽度13 cm,深9.0 cm,侵蚀面积占整个坡面30%,平均产沙速率达0.23 kg/min,而1.1%改性CMC加固土边坡冲刷60 min,无沟蚀产生,产砂量近于0,且坡面植被完好;改性材料已在多处现场应用,效果良好。     

高速铁路膨胀土路堑边坡的框架梁防护处理

为了提高高速铁路膨胀土路堑边坡防护处理的施工质量,保证边坡坡面平整稳定,提出高速铁路膨胀土路堑边坡的防护处理方法。通过Winkler模型计算框架梁力学特征,实施框架梁防护施工;在框架梁内设计立体植被垫护坡;分6步实施支撑渗沟的施工,实现高速铁路膨胀土路堑边坡的防护处理。测试结果表明,经本文方法处理后,锚杆安装施工质量、框架梁防护施工质量均符合施工标准,边坡坡面保持平整稳定,边坡点位置、边坡及侧沟平台位置、宽度位移均达到施工标准要求,证明该方法提高了边坡防护处理的施工质量,增强了边坡安全性。     

浙南强降雨地区边坡植被混凝土防护基材耐久性能试验研究

基于植被混凝土技术的边坡生态防护是岩质边坡生态建设的一项常用技术，防护基材的耐久性直接影响边坡防护的长期效果。通过设计实验方案，对不同配合比基材的水稳定性和抗冲刷能力进行了研究。研究结果：基材不同配合比的7 d龄期之内水稳强度降低较小，超过7 d后，随着基材强度提高，饱水浸泡的试块水稳强度降低幅度较大，在工程中采取措施避免基材收到水体长时间浸泡。基材3 d抗冲刷能力较差，但7 d后抗冲刷能力明显提高，在施工过程中加强坡面初期防护工作。     

膨胀土及其改性土路堑边坡稳定性研究

以荆襄高速公路膨胀土地区路堑边坡稳定性为研究对象,首先确定了边坡稳定所需膨胀土、5％石灰改性土和50％粉煤灰改性土的强度参数。随后设计了相同坡形,不同坡率、坡高、台宽等24种计算工况。研究发现：坡率和台阶宽度带来的稳定影响均呈现线性增加。坡率和台宽安全系数谱数据稳定,可供设计参考。     

CMA改性膨胀土室内试验研究

介绍CMA膨胀土生态改性剂的改性原理,室内改性试验对比研究分析结果表明经CMA改性后的土为非膨胀土,改性后的土体强度高、水稳性好,适用于驻马店至信阳地区的膨胀土改性处理。     

城市固体废弃物路堑边坡坡面冲刷试验研究

利用室内模型试验手段，研究了在3种降雨强度作用下城市固体废弃物路堑边坡在无植被防护与有植被防护条件下坡面冲刷的变化规律，并应用侵蚀模数的概念来评价坡面的抗侵蚀能力。研究表明，随着护坡植被的生长，坡面的抗侵蚀能力逐渐提高，约在种植2个月后，侵蚀模数降为0，基本没有冲刷流失现象。     

某膨胀土挖方边坡的综合处治

结合膨胀土挖方边坡治理实例,对包括膨胀土边坡支护理念问题、膨胀土强度取值问题、边坡稳定性分析及优化设计问题、扩底锚杆工艺及其试验研究问题、坡面防护问题等进行研究,其中对膨胀土地层扩底锚杆试验研究表明,浇筑完毕后未经降雨影响的试验锚杆,扩底锚杆比非扩底锚杆锚固力提高不多;但降雨浸泡后,非扩底锚杆锚固力会大幅度下降,扩底锚杆锚固力下降不明显,说明扩底锚杆在膨胀土地层中的应用是成功的。     

岩质边坡生态防护现场试验研究

为探讨岩质边坡生态防护工程的生态防护机理、植物与边坡的力学效应及植物根系加固边坡作用机理,在分析岩质边坡生态防护影响因素的基础上,结合某公路一岩质边坡设计并完成该边坡的生态防护现场试验,给出岩质边坡生态防护的关键施工工艺与试验方案,研究不同草种在采用菱形铁丝网固土方式下的生态防护工作特性,获得植物对边坡降雨截留、径流延滞、土壤防渗、土层固结等效应的规律曲线,有助于进一步掌握岩质边坡生态防护的抗冲刷机理,并指导工程设计与施工。     

增湿条件下膨胀土路堑边坡稳定性数值分析

针对膨胀土路堑边坡增湿破坏现象,以含水率为主要参数来开展其稳定性的研究。首先开展膨胀土膨胀变形试验与抗剪强度试验研究,得到了膨胀土土性参数随含水率的变化规律,然后在正确考虑到地质构造影响的基础上运用有限差分法对坡体进行数值建模和计算分析,并对膨胀土路堑边坡的各种增湿状态进行仿真模拟,编制的分析程序自动实现膨胀土各种土性参数随含水率的同步变化,最后利用强度折减法计算得到了膨胀土路堑边坡稳定性安全系数的变化规律。分析发现,膨胀土路堑边坡稳定性主要是由地质构造和含水率因素共同控制的,在不同的增湿状态下二者对边坡的稳定性有着不同的影响程度。     

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.     

非饱和土的性状及膨胀土边坡稳定问题

主要叙述非饱和膨胀土及其边坡稳定研究方面的新进展。首先讨论了非饱和土研究中与土坡稳定性有关的若干重要特性,指出非饱和土的气 水形态问题是非饱和土研究的一个基本问题。并提出随含水率由小变大,非饱和土存在四种气 水形态,不同气 水形态的土具有不尽相同的性状。然后,对非饱和土的吸力和土水特征曲线以及不同气 水形态下的强度作了讨论,并对非饱和土的本构关系作了简要的介绍。接着以南水北调中线膨胀土渠道工程为背景,以吸力问题为中心,对非饱和膨胀土边坡滑动的各种内在的和外界的因素进行了分析,尤其对新近研究的降雨入渗和裂隙影响的研究进行了定量的分析,改变了以往对这方面只进行定性研究的情况。在此基础上对边坡失稳的机理和考虑裂隙及雨水入渗的稳定分析方法进行了研究。     

黏性土渠道边坡的形成方式对滑坡的影响

黏性土渠道的运行期,挖方边坡比填方边坡更容易发生滑坡。土的密度愈大,开挖愈深,则挖方渠道边坡在运用过程中膨胀和强度降低愈多,其失稳的可能性就愈大。膨胀土加剧了强度降低的幅度。开裂硬黏土既加快强度降低的速度又加大软化区域。在边坡表面设置护坡不但能有效地防止即使是分散性黏土的淘刷,还在不同程度上抑制或推迟表层滑坡和粉土的冻胀。文中建议的确定挖方渠坡抗剪强度的方法与国内流行方法略有差别。     

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。     

Research on the improvement of rainfall infiltration behavior of expansive soil slope by the protection of polymer waterproof coating

The repetitive expansion and contraction cracks, as well as the strength attenuation induced by the precipitation-evaporation cycles, are important factors influencing the instability of expansive soil slopes. In this study, a polymer waterproof coating was proposed to protect the expansive soil slope against slope instability caused by precipitation penetration. The bonding performance of expansive soil blocks (with different soil densities) and polymer waterproof coatings (with different coating thicknesses) were analyzed by performing a laboratory pull-out test. The impacts of different protection methods and protection layer coverage on rainwater infiltration behavior were studied using three groups of slope model tests and numerical simulation approaches. The results showed that the bond strength between the expansive soil test block and the coating increased with the increase in soil compaction density, and the test block strength was an important factor affecting the bond performance. The influence of density of test block on bond strength was greater than that of coating thickness. The calculation formula of bond strength was obtained by fitting the test results. Compared to the unprotected slope, the fluctuation of soil moisture content and rainwater infiltration rate in the slope protected by polymer coating was found to be the least. Protective layer of polymer coating proved to have the most significant role in blocking rainwater infiltration, followed by polymer coating + three-dimensional vegetation net protective layer. When the coverage rate of the protective layer exceeds more than 90%, the effect of blocking rainwater infiltration was remarkable. Simultaneously, the variation range of slope water content, rainwater infiltration depth, and infiltration rate decreased significantly. This research result provides a new solution for expansive soil slope protection and rainwater infiltration control.     

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。     

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。