水泥掺量对植被护坡土强度及肥效影响的研究

通过对选定工点的现场取样并配合室内试验，对掺加不同水泥量的边坡土体的抗剪强度（粘聚力c、内摩擦角φ）进行分析研究，通过对实测数据的对比分析，找到了水泥掺量对边坡土体抗剪强度及土体肥效影响的规律。     

土体强度参数与边坡变形破坏研究

土体的稳定性在很大程度上取决于土的强度参数粘聚力c、内摩擦角φ值指标。应用数值计算分析了土体的c、φ值对边坡变形破坏及稳定性的影响;结合工程实践分析了降雨和开挖扰动对边坡土体c、φ值及边坡变形破坏的影响。     

土体抗剪强度参数影响因素的灰色关联度分析

影响土体抗剪强度参数的因素较多,不同的因素对抗剪强度的影响不一,即使同一因素,其影响的程度也不同。现以第四系冲洪积成因的粉质黏土、黏土的室内试验结果为基础,运用灰色关联度理论计算了常用的8个物性指标与强度参数粘聚力c和内摩擦角φ的关联度;通过比较关联度的大小确定了粘聚力c和内摩擦角φ受这些物性指标影响的程度。     

强度折减法分析加筋土坡的稳定性探讨

采用强度折减法对高20m、边坡坡率1∶1、加筋层间距0.6m的土工格栅加筋土坡的稳定性进行了分析。根据强度折减法的特点、滑动面形状、以及计算出的稳定安全系数与Bishop法结果的比较,分析了强度折减法用于加筋土坡稳定性计算的合理性,阐述了上述加筋土坡稳定安全系数Fs与边坡土的粘聚力c和内摩擦角φ的关系。结果表明,Fs与边坡土的粘聚力c和内摩擦角φ分别近似呈线性增长的关系。当φ不变时,c越小,则提高c值带来的Fs增长率越高,特别是当φ≥30°时更加明显;而当c不变时,φ越小,则提高φ值带来的Fs增长率也越高。     

考虑能量耗散的2级边坡参数反演分析

反分析是获得岩土工程强度参数的重要方法。基于2级边坡塑性力学极限分析,在Mohr-Coulomb破坏准则下,建立2级边坡容许速度机动场,分别推导2级边坡的重力功率及边坡内部能量耗散功率的表达式,并结合强度折减法,求得其安全系数。以某边坡工程为例,根据不同粘聚力c及内摩擦角φ下的安全系数变化情况,得到安全系数为1时的c-φ曲线,并据此进行参数反演。计算结果表明,此方法可靠有效。     

山区机场高边坡不同方位原状土强度试验研究

为获得山区机场高边坡不同方位原状土强度,该文采用ZJ型应变控制式直剪仪按不同深度、角度取96组384个试样进行剪切试验,总结出粘聚力、内摩擦角随深度、角度的变化规律,分析、推导出相关近似公式。试验结果表明:粘聚力c随着深度的增大非线性增加;对于具有水平、略倾斜层理的土体c值随角度的增大线性增大;不考虑含水量影响时,内摩擦角φ随深度的增大线性增加;考虑含水量影响时内摩擦角φ随深度的增大呈先减小后增大的趋势。     

基于双安全系数的边坡稳定性分析

在边坡稳定性分析时,为了更为准确地反映c、φ各自的安全储备,考虑了双安全系数或双折减系数,对强度折减法c、φ配套折减的基本原则、c、φ配套折减的物理机制和力学机制进行了分析研究。结果表明,强度参数中的粘聚力c衰减快于内摩擦角φ,根据土体c、φ的不同衰减速度和作用机理,提出了在边坡稳定性分析中采用c的折减系数大于φ的折减系数的双折减系数法,此方法能更为准确地反映c、φ各自的安全储备。并通过实例与传统的单一折减系数法进行了比较分析,同时,用有限元强度折减法作了印证,印证结果表明,双折减系数法折减结果比较合理,而传统的同一折减系数过高地评价了边坡的稳定性。     

非线性破坏准则下考虑剪胀性影响的土质边坡稳定性极限分析

在非线性破坏准则下,考虑土体的剪胀性,采用极限分析法研究边坡的稳定性问题。根据土体的剪胀特性,采用广义切线技术对抗剪强度指标进行修正。将土体的剪胀特性以及非线性破坏准则引入到极限分析中,根据虚功率原理,推导了边坡的临界高度公式。在不考虑土体剪胀性的情况下,将计算结果与已有研究成果进行对比,验证了文中方法的正确性。引入剪胀特性的计算结果表明:边坡的临界高度随剪胀系数以及初始粘聚力的增大而增大,随非线性系数的增大而减小。此外,随着坡角的增大,土体剪胀性对边坡稳定性的敏感性提高。考虑土体的剪胀性和非线性破坏准则,对不良地质条件下边坡设计具有重要意义。     

有限元强度折减法对两类土坡的稳定性分析

基于强度折减理论对两类土坡进行稳定性分析,根据土体破坏机理,对土体的抗剪强度参数c,φ以不同的折减系数进行折减。针对工程实际中以单一的安全系数表示边坡的安全储备情况,采用两种方法对折减后的安全系数进行对比分析:最短路径法物理意义较为清晰,最小平均值法计算较为便捷,两者在数值上差距并不大。并对两类土坡的剪胀性作为影响因素与c,φ同时进行折减分析,作出各自安全系数受剪胀角的影响曲线,得出黏性土坡可以不考虑剪胀性,砂性土坡不仅在评定安全系数中考虑剪胀角的影响,在评估失稳破坏程度上也要考虑剪胀角的影响。     

软层对土质边坡破坏模式及稳定性影响的数值分析

为了研究软层对土质边坡破坏模式及其稳定性的影响,运用FLAC~(3D)建立多分层(坡体分4层,坡基分2层)土质边坡模型。将软层分为由内摩擦角φ控制的软层(内摩擦角φ较小的软层),以由黏聚力c控制的软层(黏聚力c较小的软层)。考虑工程实际选取4种常见的软层分布方式:①软层在边坡顶部、②软层在边坡底部、③软层在边坡顶部和底部、④软层在边坡中部,采用强度折减法分析了不同软层分布和不同软层性质边坡的滑动面和安全系数。结果表明:(1)内摩擦角φ控制的软层分布不同时,分布②边坡表现为圆弧+直线型破坏,其余分布则表现为圆弧型破坏;(2)黏聚力c控制的软层在不同分布时,分布②呈明显的圆弧型破坏,其余分布表现为一定程度的圆弧+直线型破坏;(3)位于边坡中部的软层显著降低其稳定性,其中以黏聚力c控制的软层不利影响最为显著;(4)随层间参数差异值的增大,不同的软层黏聚力c与内摩擦角φ对于滑动面上边缘距坡顶距离作用效果相反,而对于安全系数的影响表现一致;(5)针对软层位于边坡中部的情况,软层自身性质相较于其周围土层的性质对边坡稳定性影响更为显著。在相关施工中应主要对软层进行加固,并适当对其周围土层进行补强,可实现经济合理的支护方案。     

兰渝铁路盖家阴山滑坡稳定系数水敏性分析

以兰渝铁路盖家阴山滑坡为例,进行了滑带土大型直剪试验,讨论了滑带土的c,φ值随含水率变化规律.通过传递系数法进行了滑坡稳定系数对强度参数c,φ值和地下水位变幅的敏感性分析,结果表明:随着含水率的增加,内摩擦角φ基本呈线性减小,黏聚力c呈现先增加而后又逐渐变小的特征;滑带土黏聚力c每降低1 kPa,稳定性系数将减小0.01~0.02;内摩擦角φ每降低1°,稳定性系数将减小0.07~0.09;在降水和地震条件下,当水位变幅系数δ大于0.53时,滑坡体将会发生蠕滑变形,甚至是失稳滑动.     

基于强度折减法的均质边坡稳定性图及其应用

基于贵州省1 020个公路边坡的调研数据,建立了边坡几何参数(坡高、角度、坡后角)和岩土体强度参数(内摩擦角、粘聚力系数)遍历组合下的数值模型,运用强度折减法,计算了3 981个边坡的安全系数。以对数螺旋线方程拟合滑动面曲线,验证了对数螺旋线表征滑动面曲线的准确性。边坡破坏形式由B mode→I mode→S mode→SS mode变化时,初始螺旋半径逐渐增大。定义了反映边坡临界稳定状态的g'line,并根据稳定性计算结果构建了边坡稳定性快速评价图,该评价图适用于均质边坡的工程分析,并介绍了一个实例说明其应用。     

非线性破坏准则下土体剪胀性对地震主动土压力的影响

该文基于极限分析上限法,提出一种可以综合考虑土体强度非线性及剪胀性的主动土压力系数的计算方法。在引入非关联流动法则的基础上,借助切线技术将非线性强度参数转化为线性参数。考虑地面超载以及地震力作用的影响,推导了各项外力功率和内能耗散功率的表达式,建立能量极限平衡方程,进而获得主动土压力的显式解,并最终获得主动土压力系数的最优上限解。参数分析表明:主动土压力系数随非线性系数、水平地震力系数和地面超载的增大而增大,随初始黏聚力和剪胀系数的增大而减小。通过算例说明在边坡挡土墙的设计中,非线性系数及剪胀系数应予以重视。     

季冻区路基土抗剪强度指标变化规律研究

对试验路路基土进行室内不同条件下的快剪试验,分析含水率、压实度和冻融循环次数对3种不同类型土体抗剪强度指标的影响。结果表明:冻融循环作用能够使土体粘聚力降低,内摩擦角增大,其中粉质粘土的粘聚力受冻融作用影响最大,且各类土内摩擦角值在冻融作用下的增幅不大,经过6次冻融循环后,各类土体的抗剪强度指标趋于稳定;随着压实度的增加,各类土粘聚力和内摩擦角值都有不同程度的增加,且压实度对砂性土粘聚力和低液限粘土内摩擦角的影响最为明显;随着含水率的增加,土体粘聚力和内摩擦角都会降低,且粉质粘土的粘聚力和内摩擦角受含水率的影响最大。     

基于强度折减法的均质高边坡稳定性分析

通过建立有限差分数值模型,采用强度折减法对临离高速公路均质高边坡稳定性进行了系统分析。将强度折减法计算得到的边坡安全系数与传统的有限单元应力法计算结果进行对比,结果表明:两者安全系数基本相同,从而验证了该计算方法的合理性。最后,分析了粘聚力、内摩擦角以及剪胀角等重要参数对边坡安全系数的影响。     

非标准试验条件下水泥改良膨胀土抗剪指标影响研究

膨胀土具有明显的吸水膨胀和失水收缩特性,常会造成公路工程建筑物基础的倾斜、变形、边坡的失稳坍塌以及开裂等等一系列工程危害,目前很多公路工程中都会遇到膨胀土问题,对于大面积的膨胀土需采用改良方法改良其不良特性。文章以水泥为改良材料,在标准条件下土工直剪试验的基础上,通过改变试验条件,重点研究在非标准条件下改良后的膨胀土抗剪强度指标的变化规律。研究发现:掺入水泥能显著提高膨胀土的粘聚力和内摩擦角,随着水泥掺量的递增,粘聚力有很大幅度的提高,但内摩擦角增幅不大。剪切速率越小,土体粘聚力越小,内摩擦角越大;剪切速率越大,土体粘聚力越大,内摩擦角越小。上覆荷载越小,土体的粘聚力越小,内摩擦角越大;上覆荷载越大,土体粘聚力越大,内摩擦角越小。掌握这一规律后可根据工程中土体实际情况并结合具体工程要求,确定最佳的水泥掺量以及在最不利条件下测出土体的抗剪强度指标,为工程的设计和施工提供更可靠的安全参数。     

冻融循环作用下石灰改良粘土抗剪强度衰减规律

为研究石灰改良粘土经冻融循环作用后抗剪强度的变化规律,对不同石灰掺量最佳含水量下的土体进行了试验研究.试验结果表明:掺灰剂量在8％以下时,土体随掺灰剂量的增大其粘聚力和内摩擦角逐渐增大,随着冻融循环的次数增加粘聚力逐渐减小,内摩擦角逐渐增大;经历第一次冻融循环后的粘聚力衰减幅度最大,经历6次冻融循环后其值逐渐趋于稳定,各级掺量下的石灰土经冻融后粘聚力衰减比例均小于素土;各压实度土体抗剪强度指标随冻融作用其变化规律基本相同,土体压实度越大,粘聚力及内摩擦角变化率越小;掺灰剂量越大,粘聚力及内摩擦角变化率越小.     

植被根系固化公路花岗岩残积土力学特性研究

利用植被发达的根系对公路边坡进行加固是目前实现固化与绿化和谐统一的可行措施之一。为明确用于公路花岗岩残积土边坡物被根系特征与土壤抗剪强度之间的关系,对山麻杆(Alchornea davidii Franch)、野牡丹(Melastoma candidum D.Don)、铺地蜈蚣(Cotoneaster microphyllus Lindl.)和地稔(Melastoma dodecandrum)四种灌木根系特征进行定量分析。结果表明,山麻杆根长密度与根表面积密度均明显大于另外三种植被,各植被根系分布主要集中在0~10 cm土层中,随土层深度增大,不同植被根长密度与根表面积密度均呈减小趋势;不同植被根系对花岗岩残积土内摩擦角φ和粘聚力c均有较大提升,不同植被根系在0~30 cm地层中,内摩擦角φ和粘聚力c均表现为,山麻杆野牡丹地稔铺地蜈蚣裸地;随根长密度和根表面积密度增大,植被根系固化花岗岩残积土内摩擦角和粘聚力均逐渐增大,且内摩擦角与根长密度和根表面积密度呈对数关系,而粘聚力与根长密度和根表面积密度具有线性关系。     

地震滑坡影响因子的理论模型解析

通过坡体滑动理论模型,变换各项参数组合,对地震诱发滑坡的影响因子进行了定量的理论解析,其中包括边坡角度、边坡形状、边坡长度、表层土厚、抗剪强度指标粘聚力以及内摩擦角等内容,最终得出坡度变化对安全系数影响较大的结论,以此为相关工程人员提供参考。     

加筋高填方路堤滑动面特性数值分析

基于强度折减法分析理论,采用有限差分软件FLAC3D对某高速公路典型高填方路堤进行建模分析,研究了高填方路堤加筋前后路堤边坡滑动面变化规律及其影响因素。分析结果表明:在高填方路堤中加入土工格栅可有效提高路堤边坡安全系数,并且边坡安全系数随着土工格栅界面参数、填土粘聚力及内摩擦角的增加而非线性增加,滑动面也随之由边坡浅层逐渐向深层发展,但随着填土粘聚力和内摩擦角的增大,土工格栅加筋效果呈逐渐减小趋势。