【摘 要】
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针对边坡增湿过程中膨胀土侧向膨胀力对土工格栅加筋边坡局部稳定性的影响,进行土工格栅加筋体缩尺(1?5)模型试验,研究加筋体增湿膨胀过程中膨胀土与格栅相互作用规律与变形协调机制.研究结果表明:土工格栅加筋体在浸水增湿过程中始终保持稳定,其侧向膨胀力、格栅应变、竖向变形随增湿时长的增加依次表现出显著增大、趋于稳定、保持不变3个典型的阶段性特征;在加筋体内部侧向膨胀力达到最大值(48.1 kPa)时,格栅继续拉伸;当格栅应变达到最大值(1.71％)时,侧向膨胀力达到稳定状态;每层加筋体内膨胀土位移与上下层反包格
【机 构】
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长沙理工大学交通运输工程学院,湖南长沙,410114;长沙理工大学交通运输工程学院,湖南长沙,410114;长沙理工大学公路养护技术国家工程实验室,湖南长沙,410114;中国铁路南宁局集团有限公司,
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针对边坡增湿过程中膨胀土侧向膨胀力对土工格栅加筋边坡局部稳定性的影响,进行土工格栅加筋体缩尺(1?5)模型试验,研究加筋体增湿膨胀过程中膨胀土与格栅相互作用规律与变形协调机制.研究结果表明:土工格栅加筋体在浸水增湿过程中始终保持稳定,其侧向膨胀力、格栅应变、竖向变形随增湿时长的增加依次表现出显著增大、趋于稳定、保持不变3个典型的阶段性特征;在加筋体内部侧向膨胀力达到最大值(48.1 kPa)时,格栅继续拉伸;当格栅应变达到最大值(1.71％)时,侧向膨胀力达到稳定状态;每层加筋体内膨胀土位移与上下层反包格栅位移变化规律基本保持一致,都表现出外侧位移变化较内侧大,横向位移变化较竖向位移大.
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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
为揭示降雨入渗条件下膨胀土膨胀各向异性对边坡破坏的作用机理,引入2个与基质吸力相关的弹性模量描述膨胀的各向异性行为,对非饱和土非线性弹性模型进行修正,并通过室内膨胀试验结果对模型的可靠性进行验证.通过二次开发和有限元计算软件,建立可考虑膨胀各向异性的非饱和膨胀土边坡数值计算方法.依托湖北安猇路实体工程,针对膨胀各向异性、膨胀各向同性和不考虑膨胀这3种工况,通过数值模拟得到降雨7d内的膨胀土边坡内部湿度场和应力场分布与演变规律.根据摩尔?库仑强度理论,对比分析降雨入渗条件下边坡坡脚、坡中、坡顶处的应力状态变
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
针对侧限条件(即K0状态)下压实膨胀土在吸湿饱和过程中的侧向压力问题,采用K0固结仪对南阳压实膨胀土开展试验研究,测定:1)竖向荷载σv与试样浸水饱和后的侧向压力PL和孔隙比e的关系以及饱和试样在一维固结过程中的PL?σv?e关系;2)不同初始干密度ρd0以及制样含水率w0条件下等体积浸水饱和过程中试样的侧向压力PL0与竖向压力σv0的关系;3)当σv=50 kPa时,ρd0和w0对PL的影响.探讨压实过程中产生的残余侧压力Pr对PL的影响以及侧向膨胀力PEX随σv的变化规律.研究结果表明:Pr对饱和试样
为分析大气环境下膨胀土高边坡组合式支挡结构的支护响应,对南昆铁路1个膨胀土高边坡多级组合式支挡结构(框架梁锚杆(锚索)+抗滑桩组合式支挡结构)中的土体湿度、土压力、桩身弯矩、坡面位移进行现场监测,分析大气环境下支挡结构的力学演变特征.研究结果表明:监测期间,土体经历了干湿循环作用,引起土体胀缩变形;抗滑桩后土压力走势与土体湿度变化趋势基本一致,且桩后土压力介于主动土压力与静止土压力之间;框架梁后土压力与锚索拉力均自上而下增大,有必要加强边坡底部防护;抗滑桩弯矩增量沿深度呈反C形分布特征,其最大值位于桩身前
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将高精度北斗/全球卫星导航系统(GNSS)监测技术引入到膨胀土滑坡监测中,并针对传统GNSS监测设备体积大、成本高和精度低的局限性,设计极简化监测模块和“共享电源”,研制出成本约2000元的GNSS膨胀土监测设备,其体积比传统设备体积缩小了近75％.其次,针对传统GNSS监测设备易受到环境干扰问题,提出一种高精度抗干扰的数据处理策略,实现了毫米级的实时监测精度.最后,以安康机场膨胀土边坡试验区为例,布设8个低成本GNSS设备进行实时监测.研究结果表明:本文所提技术在平面方向和高程方向上的实时(秒级)监测精
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