STW型生态土壤稳定剂改性膨胀土水理性质试验研究

坡面冲刷是膨胀土边坡常见的坡面失稳形式之一,坡面防护对膨胀土边坡的稳定十分重要。对自主研发的STW型生态土壤稳定剂改性膨胀土的水稳性、浸水强度、抗冲刷性等水理性质进行了试验研究,利用扫描电镜方法初步分析了其改性机理;开展了现场试验对STW型生态土壤稳定剂在膨胀土边坡坡面防护中的应用进行了可行性研究。试验结果表明:STW型生态土壤稳定剂改性膨胀土的水稳性和浸水强度得到了显著提高,抗冲刷性能得到了明显增强;减少了水土流失,促进了表层固化,提高了坡面稳定的防护效果。     

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。     

膨胀土路堑边坡病害处治

结合某膨胀土路堑边坡集群发生的病害现状,阐述坡面膨胀土性质的变化分布特征和营力作用下的风化程度变化分布特征的耦合效应是病害的内因;提出了新开挖膨胀岩土路堑边坡失稳机制的时程演化概念模型,揭示了开挖坡址部高应力剪切塑性区与相对更强风化效应形成的牵引式塌陷破坏是结构性滑动失稳的主要形式。结合膨胀岩土边坡稳定可控的变形可以有效补偿边坡失稳(膨胀或超固结)荷载水平的机理,优化了护坡支撑结构刚度设计方法,提出了压脚稳定结合综合坡面护坡体系的既有高速公路膨胀土路堑边坡失稳病害处置措施,工程实践证明处治效果良好。     

引江济淮河道膨胀土边坡换填层余料工程特性研究

引江济淮河道工程沿线膨胀土分布范围广、厚度大、天然含水率高,河道膨胀土边坡采用改性土换填方案防护,填筑改性土层超宽施工产生大量削坡余料,余料再利用对于工程进度和造价有重要影响。通过试验研究发现,相对于原生改性土,余料的最优含水率增大,容易压实,有利于现场压实度控制。余料的直接剪切强度和原生改性土差别不大,剪切破坏表现为明显的超固结土特征。余料的强度随养护时间无明显的变化。5%水泥改性土削坡余料的膨胀性远小于弱膨胀土的自由膨胀率控制指标40%,随时间呈对数衰减规律。5%水泥改性土削坡余料的渗透系数为10-5数量级,大于原生改性土,换填层渗透系数控制指标应根据换填层厚度和气候条件综合分析确定。削坡产生余料的体积量与坡长和坡率有关,占比大于20%。     

高速公路膨胀土边坡整治

在膨胀土边坡整治设计中,由于膨胀土在稳定性计算分析时有不确定因素,因此整治设计需结合对膨胀土边坡失稳特点和规律的认识,再结合类似边坡失稳的分析研究,使其稳定性计算分析和整治设计有较强的针对性。在总结分析膨胀土特点和规律后,对3个具体的膨胀土边坡失稳原因进行分析,然后根据襄孝高速公路对膨胀土路堑边坡进行试验研究,对其采用削坡放缓、抗滑桩加固、锚杆加固、抗滑挡土墙加固四种整治方式,分别对其进行稳定性分析。在满足稳定性前提下,从经济和生态环保角度比较各自的优劣,在12 m高以内边坡,采用削坡放缓整治方式最为经济环保。     

高速公路膨胀土边坡整治

 在膨胀土边坡整治设计中，由于膨胀土在稳定性计算分析时有不确定因素，因此整治设计需结合对膨胀土边坡失稳特点和规律的认识，再结合类似边坡失稳的分析研究，使其稳定性计算分析和整治设计有较强的针对性。在总结分析膨胀土特点和规律后，对3个具体的膨胀土边坡失稳原因进行分析，然后根据襄孝高速公路对膨胀土路堑边坡进行试验研究，对其采用削坡放缓、抗滑桩加固、锚杆加固、抗滑挡土墙加固四种整治方式，分别对其进行稳定性分析。在满足稳定性前提下，从经济和生态环保角度比较各自的优劣，在12 m高以内边坡，采用削坡放缓整治方式最为经济环保。     

合六高速公路膨胀土工程特性及路堤处治措施

针对合六高速公路沿线膨胀土分布广泛的现状,通过大量的现场调查和室内试验,获得了膨胀土的基本物性指标和工程特征参数,结合国家技术规范对膨胀土路堤边坡稳定性进行了分析和计算,得到了不同坡比条件下边坡的稳定系数,提出了路堤边坡的处治措施,为护坡设计提供了依据。     

某高速公路膨胀土路堑边坡稳定性研究

以某高速公路膨胀土地区路堑边坡稳定性为研究对象,首先对其天然状态物理力学性质进行分析,确定了边坡稳定所需强度参数。随后设计了不同坡率、不同坡高、不同台阶宽度的计算工况。研究发现：坡高增加引起安全系数由大到小非线性衰减,坡率和台阶宽度对稳定性的影响均呈线性变化。坡率和阶宽安全系数谱数据稳定,设计中呵根据公路等级和既定参数插值确定坡型尺寸。     

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。     

膨胀土斜坡稳定性评价与临坡建筑设计

膨胀土地区的坡地建筑设计是急待解决的课题。为此,从1973年至1982年,在我国8个省15个地区,对膨胀土斜坡和临坡建筑物进行了长期的现场实测和相应的室内外试验。在此基础上,重点解剖了93个膨胀土边坡和120余栋有代表性的临坡建筑。本文是此项研究工作的总结.它包括:(1)膨胀土边坡土体的运动规律及膨胀土斜坡稳定性的评价方法;(2)我国膨胀土地区的自然稳定坡角值和局部边坡的容许坡比值;(3)坡地膨胀土地基的特殊性及其对建筑物变形的影响,各种处理措施的效果及其适用范围;(4)临坡建筑设计的原则及其处理措施。     

南阳中膨胀土水泥改性的室内试验研究

取南水北调中线工程南阳段自由膨胀率77%的中膨胀土,开展了一系列不同水泥掺灰率和不同龄期下,压实度为98%试样的物理力学特性试验。通过对素膨胀土与改性膨胀土的胀缩性、界限含水率、级配及无侧限抗压强度的对比,揭示了掺灰率及养护龄期对膨胀土改性效果的影响。试验结果表明:(1)随掺灰率的增加,改性膨胀土的胀缩性指标及反映黏土亲水性的液限和塑性指数均降低、胶粒含量减小、级配曲线随趋于平缓、无侧限抗压强度和弹性模量增加;合理的掺灰率应取6%;(2)随养护龄期的增加,胀缩性指标、液限、塑性指数、胶粒含量减小,无侧限抗压强度和弹性模量则增大。     

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。     

膨胀土的变形性能

本文对膨胀土在复杂应力状态下的吸、失水三向和单向变形性能进行了系统的分析和讨论，提出膨胀上不但具有应力路径的依附性，同时还具有初始含水量的依附性的新观点，并用试验结果给予了验证。此外，还提出了一些实用的变形计算公式以及设计计算参数，将膨胀土极其复杂的胀、缩变形性能用较简单的形式和参数给予概化描述，为膨胀土基和边坡的计算设计提供了一种简明的计算模式。     

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.     

北京市西六环路膨胀土路堑边坡及路基设计实践与研究

北京市西六环路是国家高速公路网的组成部分,路线全长38.28km、全线双向6车道,路基宽度28.5m,于2009年9月建成通车。受现场条件控制,施工过程中,发现局部路基位于膨胀土段。膨胀土因其含有大量亲水矿物,具有遇水膨胀、软化、崩解和失水收缩、开裂的特性,它对各类浅表层轻型工程建设具有特殊的危害作用,被称之为"工程中的癌症"。膨胀土边坡并不多见,设计也无成熟的经验。本文通过分析膨胀土地区公路工程病害的发生机理,以及路基破坏的特点和规律,提出了膨胀土路堑边坡及路基设计的方案。     

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。     

安徽膨胀土铁路路基填料改良试验的初步研究

指出膨胀土吸水膨胀、失水急剧收缩开裂的特性决定了其不能直接作为路基填料,必须进行改良,针对两条拟建的铁路,通过取土进行室内改良配比试验,分析了膨胀土和改良土的物理力学性质,确定了最佳改良配比,作为设计时的参考。     

膨胀土边坡失稳机理与加固技术研究

在膨胀土边坡病害处治工程中,对边坡范围内的土层分布、工程与水文地质条件等进行分析后,发现裂缝开展是导致边坡滑移的主因;结合桥墩桩体裂缝、桥头附近沥青路面层横向张拉裂缝的位置,确定出可能的软弱滑动面(带),并利用Geo-Slope软件评价其稳定性;基于极限平衡理论,运用反演分析方法,给出合乎实际的滑带土综合抗剪强度指标值;提出了总体整治方案。