土钉安设位置与角度对边坡加固效果影响分析

基于朗肯土压力理论研究了土钉墙的主要设计参数对边坡安全性的影响。通过建立土钉安设位置及安设角度与边坡安全系数间的函数关系,从数学角度确定了高边坡和低边坡的界限值,分析了土钉安设位置、安设角度、边坡土黏聚力、内摩擦角4个主要因素对边坡安全性的影响,得到了高边坡情况下土钉安设位置及安设角度与边坡安全性负相关,低边坡条件下土钉安设位置及安设角度与边坡安全性正相关以及当边坡土质很差时不应采用土钉加固方案的结论。     

膨胀土边坡强度理论及稳定性分析方法研究

膨胀土是一种主要由强亲水性矿物蒙脱石和伊利石组成的具有特殊结构的高液限粘土。根据膨胀土自身的结构特点,对各种边坡强度理论进行了分析。并在此基础上,研究了目前常用的膨胀土边坡稳定性分析方法。     

基于ABAQUS非饱和膨胀土边坡降雨入渗分析

降雨是诱发边坡失稳的主要原因之一,研究降雨引发滑坡机理分析具有重大现实意义。文章基于ABAQUS有限元软件模拟非饱和土边坡降雨入渗分析,结合滤纸法试验推导出适用于贵州省某区域非饱和膨胀土的土水特征曲线拟合公式;结合流固耦合理论和强度折减理论探究了降雨入渗下非饱和土边坡渗流场、位移场及稳定性的变化规律。结果表明:非饱和土基质吸力与含水率呈负相关;降雨入渗过程边坡地下水位差异抬升产生水平渗流力作用以及土体吸力减小强度降低是引发边坡失稳的主要原因。     

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。     

微型桩在广西百色膨胀土边坡中的应用研究

本文围绕中国南方电网百色局百色变电站及串补站膨胀土边坡出现的滑坡病害,分析研究膨胀土边坡的滑坡特征及致滑因素。提出利用微型桩进行加固的膨胀土边坡治理手段,分析微型桩加固膨胀土边坡机理。并通过Midas-GTSNX研究分析微型桩各物理参数对加固边坡效果的影响。     

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。     

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。     

土钉支护参数的研究

在国内外土钉设计初始参数一般根据经验确定.本文根据传统的边坡稳定分析方法,使用软件Soilnail,通过某一实际工程,对土钉支护的主要参数确定与边坡稳定性的关系进行研究,为土钉的设计参数提供了具有指导意义的取值范围.     

入渗条件下膨胀土边坡换填处治效果数值模拟研究

在膨胀土分布区域,膨胀土问题是工程中主要的工程问题之一。为研究降雨入渗条件对膨胀土边坡稳定性的影响,考虑非饱和渗流场和应力场的耦合作用,采用ABAQUS大型有限元软件结合强度折减法对不同换填工况下的膨胀土边坡稳定性进行计算,获得边坡安全系数。计算结果表明,降雨入渗对边坡的稳定性具有明显的影响,不同换填工况均能有效提高边坡稳定性。同时,基于ABAQUS大型有限元软件的强度折减法对降雨入渗条件下的边坡稳定性分析结果较合理,可以为工程实践提供参考依据。     

特殊岩土体工程边坡研究进展

工程边坡的理论研究及稳定对确保基础设施的安全建设和正常运营有重要意义。由性质特殊的黄土、膨胀土与冻土等特殊土和岩体组成的工程边坡有别于一般土质边坡,在稳定性分析、工程设计和分析软件等理论研究方面表现出一定差异。为此,在查阅国内外相关资料的基础上,文章总结工程边坡在稳定性分析方法、工程设计和分析软件等理论方面的共性研究成果,又分别阐述黄土、膨胀土、冻土和岩质工程边坡在理论方面的新研究进展。此外,文章还概括工程边坡监测预警技术的发展趋势,提供特殊岩土体工程边坡的典型治理案例,并指出特殊岩土体工程边坡研究的进一步方向。     

土体含水率对边坡动力破坏模式及动力响应影响的振动台试验研究

正确认识地震作用下边坡的破坏模式及动力响应特征可以为边坡抗震设计提供理论指导。为了探讨边坡土体含水率的变化对边坡破坏模式及动力响应的影响,针对该问题展了室内振动台模型试验,分析了不同含水率边坡失稳破坏的物理过程,以及在地震荷载作用下边坡动力响应规律。试验结果表明土体含水率对边坡破坏模式有较大影响,含水率6.8%和10%的砂土边坡分别表现为震裂–溃滑型和震裂–溃散型滑坡破坏形式,含水率18.1%和24.6%的黏土边坡分别表现为震裂–溃散性和震裂–蠕滑型滑坡破坏形式;在参数考虑的范围内含水率较大的边坡比含水率较小的边坡更稳定;在水平动力载荷作用下,边坡表面的土体位移变化规律能够反应出边坡失稳破坏特征;对于该文讨论的砂土和黏土边坡而言,含水率大的边坡加速度放大效应弱于含水率小的边坡;从土体阻尼角度解释了含水率变化对边坡失稳影响的机理。     

基于透明土技术土岩边坡滑移机理的模型试验研究

随着工程技术的飞速发展,土岩边坡滑移机理的研究具有重要的意义和工程应用价值。通过透明土模型试验研究坡顶荷载作用下土岩界面接触滑移机理和规律,实现了土岩边坡内部滑移变形的可视化。考虑了岩体Barton节理粗糙度系数、坡体角度和坡体高度等因素对土岩边坡稳定性的影响。利用粒子图像测速(PIV)和激光散斑技术,获得了土岩边坡在坡顶荷载作用下内部变形的特征。试验分析表明,土岩边坡的滑动可分为3个阶段:初始阶段、匀速阶段和加速阶段;在土岩边坡滑移过程中减小岩体Barton节理粗糙度系数、增大坡体高度、增大坡趾角度将引起边坡土体内部较大的位移,进而引发土岩边坡的失稳。采用双排抗滑桩的边坡防护措施后,有效地延缓边坡土体内部位移的发展,提高土岩边坡的稳定性。文中研究成果为揭示土岩边坡滑移机理及其工程防护的有效性提供了重要的理论依据,通过跟踪透明土颗粒的运动轨迹实现土体内部变形可视化的土岩边坡滑移提供了试验依据。     

无限长均质斜坡降雨入渗解析解

降雨是导致边坡失稳的最主要的环境因素,研究降雨入渗对边坡稳定性的影响,关键和难点是计算降雨入渗在边坡土体中引起的渗流场。采用Fourier积分变换分别对降雨强度小于和大于土体饱和渗透系数情况下的斜坡入渗解析解进行了推导,并给出了这两种情况下斜坡入渗解析解的统一表达式。该解不仅能反映非饱和土特性及斜坡的影响,还能反映当降雨强度大于土体饱和渗透系数时,坡面边界由流量边界转化为水头边界的动态变化过程,便于更全面地对降雨情况下斜坡的入渗规律进行研究。通过与有限元软件的计算结果进行对比,证明该解是稳定可靠的,且其形式简单,计算效率高;该解可精确计算坡面积水时间及任意时间点及空间点的孔隙水压力值,并用于评估降雨入渗对非饱和土斜坡稳定性的影响。     

Design of soilbag-protected slopes in expansive soils

Slope failures and slope slides of expansive soils are usually characterized by shallow sliding along the surface crack. Soilbag is an effective method to prevent and control slope failures and slope slides of expansive soil. Currently, soilbag protection for expansive soil slopes has been commonly designed using empirical methods, which led to many failures of soilbag-protected slopes, or high-cost. In this paper, a new design method of the soilbag-protected slopes in expansive soils is proposed based on the balance between the soilbag friction and the active lateral earth pressure induced by the swelling pressure of expansive soils. Specifically, the friction between the soilbags is assumed to be in direct proportion to the soilbag heap-up height. The active lateral earth pressure acted on a layer of soilbag is calculated along with the total height of the slope. Moreover, the width of soilbag layers is calculated from the balance of the sum of soilbag friction and the total active lateral earth pressure along with the soilbag height and expressed by the height of slopes. For the convenience of soilbag construction, the heap-up unit of soilbags is proposed for different slope heights of expansive soils.     

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。     

论中国区域性土的分布和岩土性质的形成

广阔的中国大地上分布着各种具有地区特点的“区域性土”:北部的黄土、南部的红土、中部的老粘土以及东南近海的海洋软土(包括沿海的软土)。它们和一般粘性土的工程特性不同,故而人们有时称之为“特殊土”。笔者曾分别对它们的工程特性和基本性质进行过研究。本文对这些“区域性土”的物理力学、物理化学和微观分析的测试成果作了系统归纳,并对这些“区域性土”的分布规律和工程特性的形成进行了综合研究。研究表明我国“区域性土”地理分布和独特的工程特性的形成,完全取决于我国的气候条件和地理地质环境。     

多元层状陡立土质边坡差异性风蚀效应研究

风蚀是影响我国干旱地区土质边坡稳定的重要因素之一,尤其对由抗风蚀能力强弱不同的土层共同组合形成的多元层状土质边坡而引起的差异性风蚀效应最为显著,而目前对于其影响因素和机制研究是非常有限的。因而选取我国干旱多风的吐鲁番交河故城台地的多元层状陡立边坡为典型实例,基于风蚀而诱发的变形破坏现象,提出多元层状土质边坡差异性风蚀效应的概念,并运用野外调查、取样、颗粒分析实验、微结构分析实验、风洞实验等手段揭示了风的类型、挟沙风的风速、土的颗粒组成、微观结构等因素为其主控因素;并进一步结合工程地质学和经典力学理论进行分析,提出了由其导致的边坡变形破坏演化机制,为防治和监测此类边坡的变形破坏提供一些有益的参考。     

降雨蒸发条件下膨胀土边坡的变形特征研究

在典型膨胀土广泛分布的广西南宁地区建立缓坡、陡坡与坡面种草3种类型膨胀土边坡的原位监测系统,采用6参数小型气象站、测斜管和沉降板,跟踪测试边坡变形随气候变化的演化规律,揭示在降雨蒸发下膨胀土边坡的变形特征。认为降雨是导致膨胀土边坡变形最直接的气候因素,而蒸发效应是边坡变形破坏的重要前提之一;蒸发效应所产生的土体裂隙,使得吸湿条件下原位双环渗透试验获得的膨胀土水力特性具有与传统的非饱和土力学中的定义有相反的趋势,这也是膨胀土边坡在降雨入渗时发生变形乃至破坏的内在机制之一;通过对现场试验数据的拟合,建立了符合膨胀土边坡变形的经验性预测模型,其中边坡变形与土表净入渗量呈二次函数关系。     

基于流形方法和图论算法的岩/土质边坡稳定性分析

目前边坡稳定性分析常用的极限平衡法存在着不能考虑实际岩土体的应力应变关系,假设过多等缺点,强度折减法也存在着需要重复计算工作量大,计算容易不收敛,难以考虑边坡应力路径影响及较难直接得到滑裂面等不足。从边坡的应力状态出发,借助基于物理覆盖系统、能较好统一连续和不连续分析的数值流形方法,得到土质边坡或存在着较多不连续面的岩质边坡的应力场分布,并将边坡稳定性分析转化为图论问题,利用Bellman-Ford搜索算法快速稳定地寻找出边坡的安全系数和最危险滑裂面。该方法无需做过多假设及迭代计算,可以反映边坡的应力路径影响,较好地统一岩质/土质边坡稳定性分析。