公路边坡植物根系固土的力学分析研究

植物根系加固边坡作为中一种新的边坡防护技术,已经成为一种新的防护趋势,并代表着边坡防护的发展方向.文中研究了植物根系固坡的作用机理以及根系对土体抗剪强度的影响作用,进行了植物根系固坡的数值模拟分析,并提出了植物根系固坡技术研究领域存在的问题和发展前景.     

黄土地区道路陡边坡植被多样性生态防护措施

针对黄土地区路堑陡边坡的坡体形式,以锚杆护坡和植被根系保水固土机理为基础,结合植被多样性原理,统计分析黄土地区道路生态防护的植物种类及其植被群落组合,研究设计了适用于黄土地区陡边坡的新型土工柔性格框生态防护措施.以定西至平凉高速公路为试验依托项目,模拟分析黄土地区降雨对无防护边坡、普通植物纤维防护边坡和新型土工柔性格框植被防护边坡的冲刷,结果表明:在降雨量分别为2.4 m3/h和3.2 m3/h的60 min冲刷条件下,随着试验历时的增加,新型生态防护技术的边坡水流含沙率与累计边坡冲蚀量较其他2种边坡形式小30％以上;降雨冲刷试验结束后,前2种边坡的坡面均有不同程度的破坏,而新型生态防护技术防护的坡面比较稳定.     

植物根系固坡的有限元数值模拟分析

利用植物进行边坡防护与加固,不仅有利于边坡稳定,也利于环境保护,近年来得到越来越广泛的应用,但相关的理论研究并不深入。本文采用有限元数值模拟方法,对植物根系锚固边坡的作用进行模拟分析,得到了有关因素对根系固坡作用的影响规律。所得结果对更好地发挥植物根系固坡效果具有积极意义。     

基于植被固土机理的植物优化配置方案研究

植被护坡是利用植被涵水固土的原理,在稳定岩土边坡的同时美化生态环境的一种新技术,其中坡面植物品种的选择和优化配置是植被护坡的重要环节,如何选好适宜的植物品种和科学合理的搭配,决定着植物群落实现和护坡成功的关键。从植物根系与边坡的相互力学作用出发,阐述了植物根系的力学效应、茎叶的水文效应以及蒸腾排水效应等3个方面的固土机理,分析了根的分布形态、根在土中含量、强度等植物因素和边坡坡度、土壤特性等环境因素对植被固土作用的影响,从植物群落演替过程和植物选择原则的角度,并根据岩质边坡、土石边坡和土质边坡等3种不同岩性边坡与植物根系的作用特征,提出了合理的植物优化配置模式,充分发挥了植物的固土功能,为坡面绿化植物选择提供技术支持。     

云南红层地区公路边坡植物防护措施探讨

公路边坡植物防护措施不仅能够提高边坡浅层坡体稳定性和保护路域生态环境,同时还发挥着路域景观美化的重要作用。植物防护是一种低扰动的边坡防护措施,通过植物防护可以保护边坡坡面不受雨水侵蚀,植物的根系还对边坡的浅表部岩土体起到了加筋作用。通过对云南红层分布区典型公路工程边坡植物防护措施现状调研,结合云南红层分布特征、红层土壤生物特性、气候特征等,提出了3种边坡植物种优选组合,探讨了适合云南红层区边坡植物防护措施工艺及其注意事项。研究成果可为西南红层区公路边坡植物防护工程提供参考和借鉴。     

某岩质边坡治理及加固效应的离散元分析

以某在建岩质边坡治理工程案例为研究对象,在定性评价边坡结构稳定性基础上,运用UDEC离散元软件建立该岩质边坡的仿真模型,通过减弱岩体节理参数和增大竖向加速度模拟边坡的失稳过程,以及对设计方案及时加固后岩质坡体的应力分布、塑性区和张开节理进行对比分析。结果表明:岩质边坡失稳一般经历节理面贯通,表层岩块脱落,沿节理面崩塌三个过程。按照设计方案及时加固后坡体的塑性区减小,张开节理由坡体前缘逐渐转向坡体后缘并减少,有效控制了坡体稳定。     

拱肩覆盖层厚度对偏压隧道稳定影响的数值分析

为了研究预留拱肩覆盖层的厚度对隧道开挖后的对边坡稳定性的影响,结合某工程实例,采用弹塑性有限元法,分析3种不同覆盖层厚度对边坡稳定性的影响。结果表明:当隧道埋深为定值,且其沉降变形满足安全要求时,边坡受到扰动的范围主要位于坡体的中下部,且多表现为竖向位移,边坡稳定性受拱肩覆盖层厚度的影响较大,当拱肩覆盖层厚度为27m时,边坡坡体较为稳定;当厚度为20m时,坡体处于极限平衡状态;当厚度为15m时,边坡已完全失去稳定性。     

省道203线二级公路商州至垭口段边坡锚索加固技术

省道203线二级公路商州至垭口段K7 946～K8 216段边坡病害属于残坡积层滑塌,滑塌面为直线型式,考虑到已滑塌的部分岩体,最大滑塌厚度为6m,滑塌体综合内摩擦角为30°,最大下滑力520kN/m。K9 625～K9 745段边坡病害属于坡积层表层溜塌,最大溜塌厚度2m。根据现场具体情况,采用了预应力锚索框架挡墙方案对病害地段进行了加固。经过近3年的观测,该处边坡处于稳定状态,治理效果良好。     

植物根系固坡作用的试验与计算

为了从力学机制上探讨植物根系的锚固作用,采用室内大型直剪试验和数值分析方法,对植物根系锚固的有关规律进行分析。研究结果表明:根系的加入不仅改变了土的抗剪强度曲线形态,而且形成了根系复合土,提高了土体抗剪强度;不同的根系分布形态、分布位置对根系土强度和边坡稳定性的影响不同,根系位于边坡中上部可以获得更好的固坡效果;总的来说,植物根系具有比较明显的固坡作用。     

十天高速公路安康东ZK48＋505～＋652挖方段边坡监测与稳定性分析

十天高速公路安康段ZK48＋505-＋652边坡为松散体边坡,边坡稳定性差,本文通过对边坡位移监测数据的研究,分析了该边坡的稳定性,对该边坡的治理效果进行了评价。     

全强风化岩高边坡破坏模式与加固效果分析

公路工程遇到的全强风化岩高边坡的情况很多。风化岩体的物理力学特性与未风化岩体物理力学性质有很大差异,特别是全强风化岩体,原岩的结构面已被风化改造,对边坡的稳定性已不起控制作用,其工程性质更接近于粗粒土,因此全强风化岩高边坡极易发生破坏。以贵州凯里~麻江高速公路鹅山冲全强风化岩高边坡为例,发现全强风化岩高边坡经常会出现从浅部到深部不同深度的破坏面,圆弧是滑动面的主要形式,并提出了可以采用浅层压力灌浆、中部锚固和下部支挡等措施,分别针对不同深度的破坏面进行加固。这一综合方案不仅有效加固了高达157 m的全强风化岩高边坡,而且防止了水土流失,保护了环境,是一种经济有效的加固方式。鹅山冲高边坡加固已完成5年,一直稳定,植被完好,从中积累的全强风化岩边坡加固模式具有非常典型的意义。     

黄土地区新建铁路路基狭窄场地地基加固处理研究

依托黄土地区某新建铁路填方路基与黄土峁间需设置变电所的基础工程，结合场地空间狭窄条件和黄土湿陷性特征，采用排桩挡墙收坡及旋喷桩加固墙前地基，保证路基边坡稳定性和承载力要求，并通过桩顶位移和地基承载力测试评价其治理效果。结果表明：桩顶水平位移主要经历快速增长和保持稳定两个阶段，且墙前土开挖越深，桩顶水平位移越大；3个测点的最大桩顶水平位移分别为19.7、20.8、20.2 mm，均小于控制值；墙前地基采用旋喷桩加固，呈正方形布置，直径0.6 m，间距1.2 m，桩深10.0 m，复合地基承载力和边坡稳定性满足设计要求。     

基于锚杆监测的单滑动面边坡动态预警分析及安全分级

为完善边坡锚杆监测预警理论及促进锚杆监测法的广泛应用,基于锚杆实际受力特征和边坡不稳定演变规律,开展研究以确定监测锚杆预警阈值和单滑动面边坡安全分级。首先,对于锚杆监测单滑动面边坡,待加固锚杆及监测锚杆施工完,锚杆灌浆体强度已稳定,将短时间内应力调整及变形发展稳定后的边坡状态定义为边坡初始监测状态。接着,考虑滑动面的抗剪强度参数、滑动面上水压力和地震的不利演变,开展平面应变数值模拟预演分析,获得相对于边坡初始监测状态的监测锚杆轴力增量和序列。再相对于边坡初始监测状态,采用边坡极限平衡稳定分析法分别获得不利演变导致的边坡滑动力增量和抗滑力减少量,从而拟合二者与监测锚杆轴力增量和的函数,并建立边坡动态稳定系数与监测锚杆轴力和的计算公式。根据《建筑边坡工程技术规范》（GB 50330—2013）等关于边坡安全等级和预警的规定,将锚杆监测边坡预警等级划分为：蓝色无警、黄色预警、橙色预警和红色预警。最后,设计了锚杆监测单滑动面边坡算例及2个不利演变独立工况,阐述了采用该方法进行边坡动态预警分析及安全分级的流程。结果表明：针对类似边坡,先结合已有相关资料合理预判边坡影响因素的不利演变规律,再采用该方法进行分析,可达到良好的预警效果。     

吉怀高速公路王坡大桥高压铁塔边坡加固设计与施工

结合吉怀高速公路王坡大桥高压铁塔边坡加固工程实例,介绍了高速公路建设过程中采用桩板式挡墙加固边坡技术,针对上述加固方法进行了岩土质边坡的稳定性分析计算及其加固工程设计,并对边坡加固工程施工程序与原则进行了探讨。工程成功实践表明,桩板式挡墙加固高压铁塔边坡在增加边坡安全系数的同时减少了对现有铁塔塔基的施工干扰,而与整体改移铁塔相比又大幅降低了工程投资。     

高填方路基纵向裂缝的预防及处理措施

在高填方路基施工过程中,通过地基处理、沉降观测及选择路面施工时间等方法以避免产生纵向裂缝。而一旦纵向裂缝出现,应及时分析原因,结合边坡稳定分析、注浆和土工格栅等应急处置措施来有效地降低纵向裂缝对路基稳定的影响。     

岩土锚固力的确定及应用

选定粤赣高速公路有代表性的6种岩层,对其全、强、弱风化层组成的路堑高边坡锚索加固工程进行了69次破坏性拉拔试验。试验中对每种不同风化程度的岩(土)层采用锚固长度为1m、2m、3m的现场拉拔试验,计算出锚索加固边坡的锚固力值,为验证高边坡工程设计提供了准确的力学参数,也为全线高边坡工程的施工工艺提供指导性意见。同时,节省了大量的试验费用和时间,获得了显著的经济效益。     

厚层基材植物防护在红色粉砂岩边坡的应用

为岩质边坡应用植物防护提供理论依据和应用经验,结合湖北荆宜高速公路红色粉砂岩路堑边坡采用厚层基材植物防护的科研实例,采用Mont-Carlo随机模拟、室内外试验等方法,在对红色粉砂岩岩性、稳定性进行分析的基础上,研究了红色粉砂岩边坡采用厚层基材植物护坡的可行性、厚层基材植物护坡的动态机制、护坡植物选择和基材层的设计。结果表明:正常工况下红色粉砂岩边坡较稳定,但在降雨条件下冲蚀严重,稳定性降低;研究区雨水充分,岩体内部微裂隙发育,导水性强,能够提供植物生长的养分和水分,为厚层基材植物护坡提供了良好的环境;护坡过程的第3阶段为植物护坡正常、理想的工作阶段,厚层基材植物护坡能达到功能、环境和视觉的统一效应,植物的选择及基材的设计是关键;实践证明,在红色粉砂岩边坡应用厚层基材植物防护是可行的,可以大规模推广。     

强风化高陡路堑边坡综合加固方案研究

以重庆某高速公路强风化岩体高陡路堑边坡为依托,运用FLAC3D程序和Mohr-Coulomb准则,从边坡塑性区剪应变、水平位移、稳定安全系数三个方面,对采用坡底增设钢筋混凝土挡墙、锚杆注浆支护+挡墙、挂网喷射混凝土+锚杆注浆支护+挡墙的3种加固方案后边坡的稳定性进行了分析。研究结果表明,采用3种加固方案后,边坡的剪应变和水平位移依次减少,稳定安全系数依次提高,挂网喷射混凝土+锚杆注浆支护+挡墙加固方案的稳定安全系数满足规范要求。     

边坡坡形对公路土质边坡稳定性影响分析

影响公路土质边坡稳定性的坡形要素主要为坡度、坡高和断面几何形状,文章根据国内外理论研究和公路路基设计规范将每个坡形要素分为若干个水平标准,基于Flac3D建立三维公路边坡模型,讨论三维模型建模尺寸等问题,采用强度折减法计算边坡安全系数,并通过观察塑性区贯通以及边坡整体位移情况分析不同坡形要素与边坡稳定性的变化关系。结果表明:土质边坡稳定性随着坡度的增大、坡高的增大而逐渐减小;当边坡坡高大于8m后需要对其进行分级处理,稳定性随着分级台阶宽度的增大、分级坡率的放缓呈现不同程度的增大。     

大断面箱涵推进微扰动施工技术应用

为解决大断面、浅覆土工况下箱涵推进微扰动施工问题,以上海市田林路下穿中环线地道工程为依托,预先施工62根口字型 钢管幕,箱涵推进使用断面为19.84 m×6.42 m的土压平衡封闭式掘进机。 介绍大断面箱涵推进的管幕顶进质量控制、开挖面稳定 技术、同步推进系统、特种泥浆施工技术以及微扰动施工效果。 工程实践表明: 1)封闭式土压平衡箱涵掘进机与上部钢管幕一起 成为保证中环线路面沉降的“双保险”; 2)掘进机开挖面前方约15 m范围(约为箱体高度2.5倍范围)内土体受到影响,上部钢管 幕承载量约为26.5%; 3)建立同步注浆(A浆)与补充注浆(B浆)2个独立的注浆系统,注浆充盈系数选为4倍建筑空隙,能够使路 面出现微隆状态; 4)箱涵推进期间中环线最大沉降±1 cm,使得大断面箱涵推进达到微扰动状态。