【摘 要】
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为了提高膨胀土边坡土体抗剪强度,增强植物根系在膨胀土边坡土体中的力学效应,提出用植物根系作为加筋材料防治膨胀土边坡的浅层失稳,调控植物根系在边坡土体中的生长分布方法.基于WU氏模型推导植物根系分布角度与膨胀土边坡土体抗剪强度增量的关系,构建1个膨胀土试验路堤边坡以模拟工程边坡实际情况,采用人工调控的方法调控香根草植物根系在膨胀土边坡土体中的分布,并与自然生长条件下根系相对比.研究结果表明:植物根系生长的角度对膨胀土边坡土体的抗剪强度影响较大,往膨胀土边坡上坡向生长的植物根系越多,其提高边坡土体抗剪强度的能
【机 构】
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中南林业科技大学土木工程学院,湖南长沙,410004;中南大学土木工程学院,湖南长沙,410075
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为了提高膨胀土边坡土体抗剪强度,增强植物根系在膨胀土边坡土体中的力学效应,提出用植物根系作为加筋材料防治膨胀土边坡的浅层失稳,调控植物根系在边坡土体中的生长分布方法.基于WU氏模型推导植物根系分布角度与膨胀土边坡土体抗剪强度增量的关系,构建1个膨胀土试验路堤边坡以模拟工程边坡实际情况,采用人工调控的方法调控香根草植物根系在膨胀土边坡土体中的分布,并与自然生长条件下根系相对比.研究结果表明:植物根系生长的角度对膨胀土边坡土体的抗剪强度影响较大,往膨胀土边坡上坡向生长的植物根系越多,其提高边坡土体抗剪强度的能力越强;通过人工调控作用,膨胀土边坡上坡向根系数量增加351.16％,且上坡向根系分布角由55°增大到75°;在自然生长条件下,65％左右的香根草根系偏向膨胀土边坡下坡向生长,上坡向生长的根系细短且稀疏,根径主要分布在0.8～2.0 mm之间;在人工调控条件下,香根草在膨胀土边坡的上坡向大量增生2级根和3级根,根系数量增幅为63.93％～361.76％;在自然生长条件下,单株香根草根系可使膨胀土边坡土体的抗剪强度提高5.28～8.62 kPa,而通过人工调控后香根草根系相较于自然生长条件下香根草根系,膨胀土边坡抗剪强度提高233.14％～294.08％.该研究结果可为膨胀土边坡生态防护工程提供参考.
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以湖北当阳某膨胀土边坡实体工程为依托,结合工程实际调研和现场测斜数据,观测上覆堆载和膨胀力作用下膨胀土边坡的失稳滑移位置及其形状特征,分析膨胀土边坡的滑动破坏特征及其致滑机制.结合膨胀土强度参数、膨胀力等物理力学指标,基于Bishop法、Janbu法等基本思想,推导上覆堆载和膨胀力作用下的膨胀土边坡稳定性计算公式.基于工程实例,分析上覆堆载、位置以及膨胀力对膨胀土边坡稳定性的影响.研究结果表明:在上覆堆载和水分入渗的作用下,当阳地区膨胀土边坡呈整体滑移破坏,呈现坡体后缘开裂、前缘圆弧状滑出的特征;堆载荷载
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为明确干燥蒸发过程中膨胀土边坡挡墙侧向土压力的变化规律,提出简单有效的侧向土压力预测方法.首先,基于非饱和土力学双应力变量理论,分析脱湿过程中不同深度土体单元的应力状态,阐明膨胀土收缩变形对挡墙侧向土压力的影响机制和膨胀土中裂隙的发育机理,提出膨胀土开裂深度的计算方法;其次,假定膨胀土的增湿膨胀变形和脱湿收缩变形完全可逆,通过叠加法建立干燥蒸发条件下挡墙侧向土压力的计算模型;最后,考虑吸力和挡墙粗糙度的影响,改进朗肯土压力理论,建立4种工况下的挡墙主动土压力计算模型.研究结果表明:膨胀土中裂隙的发育由表及
通过分析自然环境下膨胀土含水率随深度的变化规律,建立竖向膨胀力与膨胀率、上覆荷载的关系方程,并探讨水平膨胀力的计算方法.开展桩板结构水平膨胀力室内模型试验研究,结合试验结果与已有研究基础,提出膨胀土边坡桩板结构水平膨胀力的“反K形”分布模式.根据桩板结构特点,基于水平膨胀力的“反K形”分布、梯形分布模式推导桩板结构的桩体剪力和弯矩计算公式,并将桩体弯矩计算结果与现场试验结果进行对比.研究结果表明:基于水平膨胀力“反K形”分布得到的桩身内力具有较高的可靠性,验证了桩板结构水平膨胀力“反K形”分布的合理性和有
膨胀土灾害是一类特殊岩土灾害,边坡滑动是膨胀土灾害的主要形式之一.本文简述了膨胀土边坡滑动的一般机理,提出膨胀土边坡滑动的根本原因在于膨胀土的胀缩性和裂隙性.按照“防渗保湿”“治本消胀”“刚性支挡”“以柔制胀”和“刚柔并济”5种治理原则,对膨胀土边坡加固技术进行了详细的梳理和总结.研究结果表明:1)对于膨胀土边坡采用单纯的“刚性支挡”并不具有经济性和合理性;2)“治本消胀”体现了“治病要治根”的理念,但现有技术存在不足.新的化学、生物改性技术方兴未艾,但多处于研究阶段,其实用性有待检验;3)土工合成材料丰
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