缓坡率膨胀土加筋路堤局部稳定性分析

根据大气影响深度理论和调查结论,提出了加筋路堤的破坏模式,利用格栅变形和土体膨胀变形的相容关系,结合室内有荷试验结果,提出了允许变形的膨胀压力的计算方法,推导了膨胀土加筋路堤的局部稳定性计算公式并对南宁至友谊关公路的加筋路堤稳定性进行了计算。膨胀压力不同于室内试验的膨胀力,是土体允许变形以后的压力,其值小于或等于室内试验得到的膨胀力;下滑力由裂缝中土体吸水后产生的膨胀压力提供,抗滑力由滑动面上土体与筋材的摩擦力和筋材的锚固力共同提供,适当提高填筑含水量可以降低下滑力;文中提出的局部稳定性计算公式可用以验证膨胀土路堤加筋设计的合理性。     

西汉高速公路膨胀土堑坡浅层稳定性研究

针对西汉高速公路膨胀土地区路堑边坡浅层破坏的工程特性,提出了浆砌片石骨架+土工格室的稳定技术,详细分析了其稳定机理,给出了其设计参数和施工工艺。并对其稳定效果进行了数值分析,结果表明:浆砌片石骨架+土工格室种植土的稳定措施对坡面的应力分布的改善,表现为坡面剪应力的减小且分布更趋均匀,以及在坡脚部位剪应力集中程度的减弱;采用该稳定措施后,坡脚部位剪切方向总应变值、塑性应变区及极限塑性应变值均明显减小。最后,通过工程实例表明:浆砌片石骨架+土工格室种植土的技术不仅稳定效果要优于浆砌片石护坡的圬工工程方案,且可节约经费约8%,在保护生态环境、改善公路景观功能与旅行环境方面具有不可估量的社会综合效益。     

雨水入渗下膨胀土路堑边坡的稳定性数值分析

膨胀土路堑边坡发生滑坡的主要原因是雨水的入渗.通过分析膨胀土路堑边坡的工程特点和破坏机理,考虑雨水的入渗的情况下膨胀力变化的规律,选用合适的本构模型,对膨胀土路堑边坡的各种增湿状态进行仿真模拟,根据不同的降雨条件对膨胀土不同的入渗深度,对膨胀力进行简化,建立简单合理的膨胀力变化模型.分析发现膨胀土路堑边坡稳定性主要受雨水入渗后膨胀土的含水量影响,浸水后膨胀土边坡的安全性明显降低.这也要求在膨胀土路堑边坡的设计过程中,不仅要选用合理的坡率,而且要重点注意路堑边坡的防护和排水措施.     

降雨入渗下膨胀土边坡的稳定性分析

膨胀土是一种特殊的非饱和土。随着降雨的入渗,膨胀土中的吸力和抗剪强度都将减小,因而研究膨胀土边坡在降雨入渗作用下的稳定性具有重要意义。文章以合肥轨道交通1号线膨胀土边坡为研究对象,采用Geo-Studio软件研究了降雨强度及历时、土体裂隙、时间推移对边坡稳定性的影响。在此基础上,运用正交试验设计方法对膨胀土的水力学参数(土水特征曲线拟合参数a、n、m及饱和渗透系数Ksat)进行了边坡稳定性的敏感性分析。结果表明:长时间的弱降雨对膨胀土边坡的稳定性有较大影响;裂隙的存在使降雨入渗作用下边坡的安全系数有较大降低;降雨对边坡稳定性的影响是持续性的;在影响膨胀土边坡稳定性的4个水力学参数中,饱和渗透系数Ksat为主要因素,土水特征曲线拟合参数a、n为不重要因素。     

裂隙对膨胀土边坡稳定性影响分析

考虑裂隙对膨胀土强度和渗透性两个方面的影响分析,通过考虑和不考虑裂隙时膨胀土边坡稳定性的比较,表明两者有很大区别,考虑裂隙能够模拟浅层滑坡的特点,这与实际情况相符合。研究结果表明:在研究降雨条件下膨胀土边坡稳定性时,考虑裂隙是十分必要的。     

冻融作用下初始含水率对膨胀土边坡稳定性的影响研究

随着全球气候变暖,季节性冻土区面积不断增大,边坡在冻融循环作用下,极易发生失稳破坏;由于膨胀土是一种特殊性的土,膨胀土边坡更易失稳.通过建立不同初始含水率的膨胀土边坡模型,对多次冻融循环下坡体温度、含水率、土压力以及位移进行实时监测,研究了冻融循环下,不同初始含水率膨胀土边坡坡体各指标的变化规律,进而探究初始含水率对膨...     

非饱和膨胀土边坡中土水相互作用机理

为了探讨非饱和膨胀土中强烈土水相互作用对边坡稳定的影响，进行了大型现场降雨入渗模拟试验和综合的室内试验研究.研究了包括土水特征曲线的测试、胀缩试验和吸湿软化试验的室内试验.试验成果分析表明，在干湿季节循环过程中，非饱和膨胀土中水分、吸力、变形、应力和抗剪强度之间发生强烈耦合作用.膨胀土的丰富裂隙在土水相互作用中起关键作用，它直接破坏了土体的完整性，并显著增加了表层土的入渗速率.降雨入渗使得浅层的非饱和膨胀土体发生吸水膨胀而软化，还造成浅层土体中水平应力显著增加，这可能导致土体发生局部被动破坏.季节性干湿循环使得边坡浅层土体逐渐发生向坡下蠕变，以致边坡发生渐进累积破坏     

膨胀土的工程特性对开挖边坡稳定性的影响

描述了安徽膨胀土层的胀缩特性及其它物理力学性质，说明这种土层具有胀缩、裂隙及超固结的特性。结合本地区于六七十年代开挖而相隔数十年以后发生的几个典型滑坡，从土层埋藏条件、工程地质条件及滑坡治理的实践，分析了膨胀土开挖边坡的滑坡成因、滑动面形态特征及滑坡治理效果。并就膨胀土地区的开挖边坡中与稳定性有关的几个问题：抗剪强度和强度衰减软化、开挖边坡设计及滑坡治理方法的选择等进行了探讨。     

土壤生态改性膨胀土边坡研究

膨胀土的特殊物理性质是导致膨胀土地区路堑边坡破坏的主要原因，边坡坍塌和滑坡，不仅影响高速公路景观，同时还可能危及到正常的行车和安全。本文通过对膨胀土试验和对比分析，探讨了使用土壤生态改性剂对膨胀土路堑边坡治理的效果，并对土壤生态改性膨胀土施工及质量控制方法进行了总结，对高速公路膨胀土边坡防护有重要的借鉴和指导意义。     

基于极限平衡理论的膨胀土堑坡局部稳定性分析

基于极限平衡理论,针对南友路膨胀土堑坡破坏的实际情况,对堑坡的滑面形态及强度参数进行合理假定,对膨胀土堑坡局部浅层稳定性进行了分析,并考虑了坡腰裂隙及深度的影响.分析表明,堑坡浅层破坏主要是由于坡腰以下部分的土体先发生失稳,导致上部土体失去支撑而发生牵引式破坏,同时得知在2 m左右的堑坡表层最容易引起局部失稳.     

含水量对膨胀土强度影响的试验研究

本文运用非饱和土的强度理论分析了膨胀土的强度及其影响因素,对不同含水量的膨胀土进行固结不排水剪切试验。研究了膨胀土强度与其含水量之间的关系,试验表明膨胀土的峰值强度、稳态强度受膨胀土的状态影响强烈。随着含水量的增加,其强度明显下降。随着含水量的变化,粘聚力的变化比其摩擦角变化大。     

基于非平稳随机场的水泥土堤坝边坡可靠度分析

采用水泥固化疏浚淤泥作为堤坝填料往往会使堤坝土体参数具有较高的变异性;同时,在水泥土堤坝填筑过程中,通常设置水平排水板加速土体排水固结,这使得主固结完成后水泥土强度随排水板位置呈现一定空间变化趋势,通常的平稳或准平稳随机场模型很难表征这一趋势。为此,提出一种不排水抗剪强度垂直排水板方向衰减的非平稳随机场模型,并以水泥土堤坝边坡为例,结合强度折减法和蒙特卡洛模拟,对比提出的非平稳随机场模型和传统平稳随机场模型、深度趋势非平稳随机场模型对边坡安全系数和滑动面分布的影响,讨论模型中趋势参数对可靠度的影响。结果表明：平稳随机场模型及深度趋势非平稳随机场模型的计算结果偏于危险,提出的非平稳随机场模型既能考虑土体不排水抗剪强度沿深度方向的趋势项与随机波动项,又能考虑其沿垂直排水板方向的衰减趋势,与现有研究符合较好。     

机制砂和水玻璃改良弱膨胀土抗压和抗剪强度试验研究

广西地区膨胀土分布广泛,在工程中危害较大,常常需要对其进行改良处治。选用机制砂和水玻璃为改良剂,在两者单独掺入和复合掺入的情况下对广西南宁地区膨胀土进行改良,并通过无侧限抗压试验和直剪试验对该膨胀土强度及刚度进行测定,结果表明：机制砂和水玻璃均能提高该膨胀土的强度和刚度,且强度及刚度均随着掺量的增加而先增大后减小,复合掺入的情况下机制砂会降低水玻璃的改良效果。水玻璃最佳掺量为1%,机制砂最佳掺量为10%。进一步用不同粒径的机制砂对膨胀土进行改良发现,为提高该膨胀土的强度,掺入机制砂的粒径不宜大于0.5 mm。研究结果验证了利用水玻璃改良膨胀土和机制砂代替天然风化砂改良膨胀土的有效性。     

渗流-应力耦合效应对非饱和土边坡稳定性影响分析

基于VG模型得到土-水特征曲线与渗透系数函数曲线,通过建立有限元数值分析模型,采用有限元软件SIGAM/W与SEEP/W分别进行渗流-应力耦合分析与只考虑渗流的非耦合分析,将得到的渗流场与应力场导入SLOPE/W计算安全系数并对土坡内应力应变进行分析,研究耦合效应对边坡稳定性影响的相关规律。结果表明,渗流-应力耦合效应使得土体中雨水下渗速度更快,土中基质吸力消散更快;降雨对土坡稳定有不利影响,耦合分析土坡安全系数比非耦合分析小,耦合效应对非饱和土边坡稳定性影响不可忽略;降雨入渗条件下,土坡浅层出现应力集中现象,湿润锋深度处出现应力集中带,土坡易发生浅层破坏;坡脚水平位移比坡顶大,土坡失稳多从坡脚开始。     

中等膨胀土填筑路堤的可行性试验研究

对中等膨胀土进行不同击实功和含水量条件下的击实试验，CBR试验，收缩试验和50kPa荷载下的膨胀量试验，以查明其含水量，干密度和膨胀收缩特性对CBR值的影响，研究结果表明：中等膨胀土的CBR值主要受控于含水量和干密度，在最佳含水量附近压实虽可获得较高的压实度，但CBR均小于3．0％，增大含水量压实可使CBR值提高，但压实度难以达到90％，因此，中等膨胀土不宜直接用于填筑路堤。     

贝壳改良膨胀土的抗剪强度试验研究

针对膨胀土遇水膨胀失水收缩的问题,将贝壳碾碎添加到膨胀土中,通过系统的室内抗剪强度试验,探讨贝壳改良膨胀土的强度变化规律。试验结果表明:掺入贝壳能够有效提高膨胀土的抗剪强度,随着贝壳掺量的提高,抗剪强度先增大后减小,12%贝壳掺量时,改良土的抗剪强度达到最大。     

土体抗剪强度指标变异水平对边坡稳定安全系数取值的影响

针对传统的边坡稳定极限平衡方法不能考虑土体抗剪强度指标变异性影响的问题,基于极限状态的概率分析原理,采用Monte-Carlo法对均质路堤边坡的稳定性开展了可靠度计算,讨论了稳定安全系数一定的条件下边坡失效概率随土体抗剪强度指标变异水平的变化规律,分析了安全系数与边坡可靠指标的对应关系及其随土体抗剪强度指标变异水平的变化特征。研究表明：边坡可靠度受土体抗剪强度指标变异性影响显著,呈现出随土体抗剪强度指标变异水平提高而急剧减小的趋势;为保证边坡具有相同的可靠性,安全系数的取值应与土体抗剪强度指标的变异性相适应,据此提出了基于可靠指标和土体抗剪强度指标变异水平的安全系数取值原则及其对应的三参数函数关系式。     

初始地下水对浅层边坡降雨入渗及稳定性影响

浙江省山地丘陵地区浅层边坡土层大多存在稳定的初始地下水,从而导致土体含水率分布复杂、降雨入渗和稳定性分析难度大。为此,根据土体非饱和特性确定考虑初始地下水影响的坡体含水率指数分布模型,根据雨强与土体饱和渗透系数的对比关系将降雨分为弱降雨和强降雨两类工况,基于Green-Ampt入渗模型及水量平衡原理推导考虑初始地下水影响的浅层边坡降雨入渗物理方程解析解;结合浅层无限边坡模型,分析考虑初始地下水影响的浅层边坡在降雨作用下的稳定性;当假定坡体含水率均匀分布时,改进模型可近似退化为传统模型;当坡体含水率呈指数分布时,通过数值模拟验证改进模型的有效性。结果表明：当浅层边坡基岩上部土层存在初始地下水时,降雨导致的失稳将发生在基岩面处,且失稳时间早于传统模型的预测结果;弱降雨工况下,雨强提高导致边坡触发失稳的时间呈近指数关系快速缩短;强降雨工况下,当不考虑坡面径流对入渗的促进作用时,雨强提高导致边坡触发失稳时间缩短,速度趋于平缓。     

基于ABAQUS强度折减法的边坡稳定性分析

将大型有限元软件ABAQUS与强度折减有限元法相结合,对边坡的稳定性进行了分析.将折减系数以场变量的形式赋予ABAQUS,动态显示塑性区发生发展的过程.当塑性区贯通且位移和应变发生突变时,边坡处于破坏的临界状态,将此时的折减系数作为边坡的最小稳定系数.通过对工程实例的稳定性分析,并与传统的极限平衡法相比较,证明了该方法可以准确地预测滑动面位置及稳定系数;并对采用关联和非关联流动法则时边坡的稳定性进行了对比分析,发现采用前者时的稳定系数比采用后者时稍微偏高.