路基边坡坡面冲刷特性与加固材料性能研究

路基边坡冲刷是指降雨形成的坡面水流破坏路基边坡坡面，并冲走坡面表层土体的现象。它是公路领域最为常见的一种病害。目前，对公路路基边坡冲刷问题的研究却很少。本文从理论上较全面、系统地研究了公路路基边坡坡面冲刷的影响因素、产生条件、坡面流的冲刷能力及边坡冲刷稳定性的评价方法，并通过大量试验，开展了边坡加固材料的     

延安地区黄土路堤防冲刷技术研究

降雨会对黄土边坡坡面产生侵蚀破坏,通过室内试验模拟降雨对边坡的冲刷,对延安地区黄土边坡坡面破坏的防治措施进行了试验研究。对于设置了截流槽和集水沟的分级边坡,提出了一种综合防冲刷防护技术,能够有效减小降雨对坡面的破坏,保证坡面的稳定性。     

临沧地区风化混合花岗岩边坡植被恢复方法研究

临沧地区广布风化混合花岗岩边坡,高速公路建设中形成的边坡植被恢复困难,坡面冲刷破坏严重。对墨临高速公路数十个边坡的植被恢复和冲刷破坏情况开展了现场调查分析,以两个典型的高边坡和中低边坡为例,介绍了不同坡高边坡的植被恢复和冲刷破坏情况。根据调查结果,总结了影响混合花岗岩边坡坡面冲刷破坏的主要内因和外因,针对不同混合花岗岩边坡和不同部位,提出了合理的植被恢复方法,可有效防止坡面冲刷破坏,通过工程实例验证了植被恢复方法的有效性。     

安庆组黏土砾石层胶结特性及边坡冲蚀破坏模式

安庆组黏土砾石层广泛分布于皖江上游地区,是由砾卵石和黏土组成的一种特殊工程地质体,工程开挖后极易引起边坡滑塌。以安庆组黏土砾石层为研究对象。首先采用X射线衍射方法分析黏土砾石层的胶结物类型及组分,弄清黏土砾石层的胶结特性包括基质胶结和土石界面胶结。继而开展黏土砾石层边坡室内人工降雨冲蚀模型实验,研究不同砾石含量黏土砾石层边坡破坏失稳模式的变化规律。结果表明：当砾石含量较小(30%)时,边坡破坏以坡面冲沟为主,其破坏形态主要受黏土层控制;当砾石含量增大至50%时,砾石骨架作用逐步体现,边坡破坏形态与土质边坡出现较大差异,边坡破坏表现为侵蚀穴–侵蚀坑–浅层滑塌的演变历程;当砾石含量较大(70%)时,砾石骨架结构相对比较稳定,即使黏土颗粒被大量冲刷,边坡整体稳定性较好。最后分析不同砾石含量边坡基质含水率和湿润峰迁移深度的变化规律,进一步阐释黏土砾石层边坡破坏的内在机制。     

不同降雨强度下红黏土边坡干湿循环试验研究

干湿循环过程中红黏土边坡力学参数发生了变化,红黏土边坡破坏特征和机理与一般土质边坡不同。以贵州红黏土为研究对象,采用浴霸–人工降雨模拟干湿循环,在室内制备了较大尺寸边坡模型,同时在边坡内部不同位置埋设含水率、孔隙水压力和温度传感器,分析了干湿循环下红黏土边坡力学参数演变规律和破坏机理。研究结果表明,随着深度增加,边坡土体含水率受降雨强度影响逐渐减弱,表层含水率受降雨强度影响明显。干燥期含水率呈现先增加后减小的现象。同一降雨强度下,坡脚含水率最大,其次为坡面、坡肩,最后为坡顶。表层孔隙水压力在降雨、渗透期上升,干燥期降低。降雨强度越大,温度变化幅度越大。随深度增加,边坡温度变化幅度逐渐减小。坡脚温度变化幅度较其他部位大。边坡破坏特征由溅蚀→面蚀→片蚀→裂缝→冲沟,未见明显的滑动面。     

降雨作用下路堤边坡的冲刷–渗透耦合分析

 为揭示降雨作用下雨水冲刷–渗透过程对非饱和碎石土路堤边坡的作用机制,通过现场资料调查分析,基于坡面冲刷剪切理论推导坡面冲刷深度概化公式,并通过物理模型试验验证该理论推导结果的合理性和适用性,反映坡面上各点的冲刷深度与冲刷时间及所处位置密切相关。模型试验现象真实再现了路堤边坡冲刷–渗透破坏的物理本质,结合试验结果,分析明确了降雨作用下碎石土路堤边坡侵蚀破坏的力学机制。研究结果表明,一定持续时间的强降雨是碎石土路堤边坡失稳的主要诱发因素;雨水冲刷和渗透过程是相互影响且相互促进的,采用物理模型试验方法更好地揭示路堤边坡在冲刷–渗透耦合作用下侵蚀破坏发展过程,可以为类似路堤边坡的稳定性评价及采取工程防治措施提供参考。     

矿山边坡水土流失过程室内模型试验

为了研究降雨入渗对矿山边坡孔隙水压力、含水量、边坡坡面形态变化的影响,以焦作市某矿山边坡的水土流失问题为例,通过人工降雨实验研究了不同压实度、坡度和降雨强度对矿山边坡水土流失的影响。通过实验进行了研究区水土流失过程模拟,结果表明:人工降雨引起浅层土体孔隙水压力和含水量增大,致使土体有效应力减小,抗剪强度降低;随着降雨的进行,水分逐渐向坡体入渗,土体含水率增大,边坡稳定性变差;雨水冲刷引起坡面冲沟发育,坡脚最先发生破坏,含水率和孔隙水压力突变;降雨强度对边坡稳定性有重要影响,坡度变化的影响不显著。     

土工格室在黄土边坡公路中的试验研究及应用

土工格室作为一种新型柔性防护材料,在公路防护中的应用十分广泛。室内冲刷模型试验表明,在黄土边坡中添加土工格室后,可以降低平均累计冲蚀率达48%,并可减弱冲沟的发育和形成,从而防止路基的坍塌;在饱和黄土地基承载力试验表明,在加土工格室后,可以将其承载力提高2～3倍,并使其破坏方式只有局部剪切破坏和整体剪切破坏2种。     

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。     

砂砾石与黏土的接触冲刷试验研究

覆盖层中的接触冲刷破坏是工程界越来越关注的渗透破坏问题,砂砾石与黏土的接触面易发生接触冲刷,因此有必要对其主要影响因素进行深入研究。通过竖向和水平向接触冲刷渗透试验分析成层土中砂砾石干密度和级配对砂砾石与黏性土的接触冲刷的影响规律及接触冲刷发生的过程。试验结果表明,砂砾石与黏土的接触冲刷破坏过程分为稳定阶段、过渡阶段和破坏阶段,渗透破坏刚开始发生时即稳定阶段与过渡阶段的交界点对应的水力坡降称为启动坡降,渗透破坏充分发展时即过渡阶段与破坏阶段的交界点对应的水力坡降称为破坏坡降。接触冲刷的发生主要受砂砾石的干密度和级配影响。砂砾石的干密度越大,试样整体渗透性越小,发生接触冲刷的启动坡降和破坏坡降就越大。随着砂砾石级配的变粗,试样整体渗透性变大,发生接触冲刷的启动坡降和破坏坡降变小。相同条件下与竖向渗流相比,水平向渗流接触冲刷的渗透系数更大,破坏坡降更小。