某高速公路边坡成因机制分析与稳定性评价

在山区修筑高等级公路不可避免地进行深挖高填,会形成大量的高陡路基边坡或者路堤边坡。由于岩土体原有的地质环境平衡被打破,客观上为这些边坡的坍塌、滑动等地质灾害创造了地质条件。工程实践表明,在我国已修建的山区高等级公路中,几乎是“无路不坍、无路不垮”,特别是在雨季,公路的坍方、滑坡更为普遍。所以如何正确认识山区公路边坡的地质条件、结构特点、形成机制和正确评价边坡的稳定性,已成为我国山区高等级公路建设中的重大地质工程问题。以某高速公路的边坡为例,详细阐述了采用“地质与工程”充分结合方法,评价该边坡施工全过程的稳定性状况,并以此为基础,提出了有效的治理措施。监测结果表明,治理工程实施后,边坡的稳定性达到了高等级公路的设计要求。     

太平湖大桥铜陵岸工程边坡稳定性分析

太平湖大桥铜陵岸结构面发育，边坡开挖后是否稳定倍受关注。在现场原型调查的基础上，运用3D-FLAC软件对边坡开挖及支护后的变形情况进行了数值模拟。结果表明：边坡开挖后变形较为明显，采取支护措施后变形明显收敛并趋于稳定。模拟结果与实际监测资料基本吻合，说明现场所采用的支护措施是可行的。     

土质边坡稳定性影响因素的研究

稳定性分析是边坡工程一项重要的工作,目前在工程设计中常用的边坡稳定分析方法为安全系数法,它是经过长期工程实践证明的一种有效设计方法。由于现阶段只有理论上计算边坡安全系数的公式,并不能直观感性的认识,不便于工程实践上应用。针对影响边坡稳定性的主要参数,采用极限平衡原理、强度折减法对土的抗剪强度指标粘聚力c和内摩擦角φ,边坡的坡角α和坡高H进行分析,通过不断改变单一变量的值,得出其与边坡安全系数的关系,并采用软件分析拟合出公式,从而得出简单可行的判断边坡安全系数的方法。     

基于Barton-Bandis准则下水力驱动型岩质边坡的稳定性分析

为了将水力作用下岩质边坡稳定性的评价方法与Barton-Bandis非线性破坏准则相结合,探讨了Barton-Bandis准则参数到Mohr-Coulomb准则参数转换的两种常用方法,并推导出了不同计算方法下边坡抗滑稳定性的表达式,然后进行算例分析。结果表明:直接利用J_RC-J_CS模型计算水力作用下边坡的稳定性是可行的;且在单因素影响下,边坡抗滑稳定性系数与裂隙水深h、坡高H和层面倾角α呈负相关,可分别用线性函数、幂函数来描述,而与J_CS,J_RC和φ_b呈正相关,可分别用对数、指数方程来描述;对于裂隙水深h而言,其对等效c,φ值的影响恰好相反,但均可用线性函数拟合,而临界裂隙水深h_cr与J_CS和J_RC的关系分别符合对数、指数特征。     

节理化岩石高陡边坡滑坡分析与治理技术研究

针对广东省省道K223线梅州—丙村一级公路路堑节理化岩石高陡边坡的变形破坏问题,进行了深入的调查研究与分析评价,详细分析了该边坡的变形破坏机理并进行了潜在滑面的稳定性计算,据此提出了削坡、格梁锚杆(锚索)、浆砌块石护坡、三维网植草及排水等综合治理措施,治理效果良好。     

堆积层滑坡滑动面搜寻及稳定性评价

堆积层滑坡坡体物质组成复杂、不均匀,结构杂乱,水库水位的变化,也将明显改变其岩土力学性质.该类滑坡在三峡库区乃至全世界都有广泛分布,为了提高其稳定性分析的精度,提出了优化技术结合地质勘察搜索最危险滑动面的方法.并结合三峡库区-岸坡T程实例,进行了多种工况条件下的稳定性分析,得到了各工况条件下的稳定安全系数.结果表明:该方法能较好地进行堆积层滑坡滑动面搜寻,为堆积层滑坡稳定性评价的可靠性提供保证.     

陕京输气管道工程黄土高原边坡稳定性分析

在陕晋黄土高原地区,管道多沿黄土梁峁、崾岘、沟岸边缘敷设,易遭洪水、滑坡、坍塌等灾害破坏,严重影响陕京输气管道工程安全。采用简化毕肖普法和北京水利科学研究院边坡稳定计算程序(STAB-95),对不同坡高、不同坡比、不同含水率、不同填土的天然黄土边坡和人工填土边坡进行了稳定性计算,分析了边坡稳定安全系数与坡高、坡比等的关系,并提出了综合治理对策,希望能为陕京输气管道工程黄土边坡、人工填土加固边坡的稳定性评价和边坡加固设计提供参考。     

类土质边坡特征的初步探讨

通过大量野外调查,分析了花岗岩残积土质边坡的特性。在此基础上提出类土质边坡的概念,归纳出几种常见的边坡破坏形式,初步探讨类土质边坡的特征,并为类土质边坡的工程设计提出建议。     

华北地区公路土质边坡土壤侵蚀实验研究

公路建设过程中产生的水土流失非常严重。在标定人工降雨器降雨参数的基础上．研究了华北地区公路土质边坡水土流失规律。结果表明．土体硬度、前期土壤含水量、降雨强度相同条件下．土壤侵蚀量随坡度的增大而增加,在25℃附近达最大值．之后随坡度的增加侵蚀量略有下降并渐趋稳定;土壤侵蚀量随土体硬度的加大而减小,且降雨强度越大这种影响愈显著;前期土体含水量愈大．土壤侵蚀量呈增大趋势。本研究可为科学评价工程土质边坡的水土流失提供依据。     

西南某水电站右坝肩开挖边坡稳定性三维有限元分析

正在建设中的西南某水电站，在开挖过程中，右坝肩岩体的不同部位出现了不同程度的变形破坏迹象，局部出现了小规模的跨塌现象。为了评价开挖对边坡的影响，根据施工开挖的顺序，应用三维弹塑性有限元数值法对坝肩边坡开挖后的变形、应力状况及破坏区分布进行模拟，揭示边坡可能的失稳的部位，并对边坡的支护方案提出建议。     

三峡库区4种库岸边坡的植被根系固土效应研究

选择三峡库区无植被、草丛、灌丛及林木覆盖的4种边坡,测量了土壤表层（0—15 cm）的抗冲和抗蚀增强值,并以10 cm为单位分层获取了土壤表层（0—50 cm）的根长密度、根系生物量、土壤含水量、田间持水量、抗剪强度等指标。结果表明:（1）灌丛边坡的抗冲与抗蚀增强值均最大,显著高于草丛和林木边坡;灌丛边坡的抗剪强度值较大,裸地在10—20 cm的土层急骤增大,然后随土层深度逐渐减小,林地在最深层有着最大值。（2）3种有植被覆盖边坡的根系均集中在30 cm的表层,根长密度随着土层深度而减小;草丛和灌丛的根生物量在各层间变化不明显,林木根生物量随土层加深而迅速减小;（3）裸地的土壤含水量随着土层深度而急剧增加,林木则呈相反趋势,草丛和灌丛的变化较为平缓;灌丛的田间持水量在各层间基本保持一致,草丛和林木随着土层的加深而降低,裸地的表层田间持水量较大;（4）灌丛边坡的土体最稳定,各指标在土壤各层间较为稳定,林木和草丛边坡也有一定的稳定性,无植被覆盖的边坡稳定性最差。     

转移矩阵法评价土壤团聚体的稳定性

团聚体稳定性是土壤的基本性质,反映了土壤肥力的高低。在3个合理假设的基础上,通过建立干筛和Yoder法湿筛结果之间的转移矩阵,并通过不同径级团聚体的保存率构造了团聚体稳定性指数。该稳定性指数与文献结果具有良好的一致性,说明了转移矩阵方法可用于土壤团聚体稳定性的评价。同时利用该方法分析了不同径级团聚体抗破裂能力大小,发现降雨模拟、干湿循环(1次)、干湿循环(10次)和Yoder湿筛法影响的团聚体粒径并不相同。>0.25 mm水稳性团聚体含量虽然在整体上与团聚体的稳定性具有良好的相关性,但并不是随着>0.25 mm水稳性团聚体含量的增高,每个径级范围的团聚体稳定性增强。该方法可充分利用团聚体分析所得的信息,为进一步认识土壤团聚体的稳定性提供方法支撑。     

坡面土壤侵蚀空间分异特征的磁性示踪法和侵蚀针法对比研究

利用磁性示踪法和侵蚀针法相结合的方法,在自然降雨条件下对比研究了不同坡度坡面土壤侵蚀的空间分异特征。结果表明:磁性示踪法和侵蚀针法均能够有效的指示出在降雨过程中坡面土壤发生剥蚀和沉积的空间分布规律。两种方法的试验结果一致表明,在距坡顶0-200cm的范围内为净侵蚀区,坡面坡度越大受到的侵蚀越严重。坡面中下部(距坡顶200-500cm)侵蚀沉积分布受坡度影响较大,随着坡度的增大,坡面中下部的沉积分布下移,并且净沉积量减少,净剥蚀量增加。5°坡面中下部以泥沙的沉积为主,且在中部沉积量达到最大值;10°和15°坡面的中部和坡脚处以侵蚀为主,沉积主要发生在距坡顶300-400cm的范围内。     

不同坡形坡面侵蚀规律试验研究

采用室内人工模拟降雨方法,研究不同坡形坡面侵蚀规律.结果表明产流量和含沙量、总径流量和侵蚀量大体上是凹形坡大于凸形坡,其次是内聚直坡,直线形坡最小,并且随着雨强和坡度的增大而增大.坡面上部和坡脚侵蚀较弱,坡面侵蚀的剧烈段在坡面中下部,并随雨强和坡度增大而逐渐上移.细沟的宽度和深度随雨强的增大而增大,产生细沟后侵蚀量将迅速增大,最大占总侵蚀量的91%.     

不同坡形坡面侵蚀产沙过程的影响研究

通过室内模拟降雨试验分析出不同坡形坡面侵蚀产沙过程,研究结果表明:同坡度、同雨强条件下,水流含沙量随坡形的变化具有明显的规律性,整个降雨过程中,凹形坡的水流含沙量最大,凸形坡的其次,直线形坡的最小.随着降雨历时的延长和雨强、坡度的增大,坡形对侵蚀产沙的影响还会越来越大;并且在同坡形条件下,水流含沙量随雨强、坡度的增加明显增大.     

植被覆盖坡面土壤侵蚀的水动力学机理

[目的]研究植被覆盖坡面土壤侵蚀发生的动力学机制,为揭示华北土石山区植被覆盖坡面侵蚀机理提供理论支撑。[方法]从坡面径流水动力学特性出发,基于人工模拟降雨的方法,定量研究油松、侧柏、栓皮栎和酸枣覆盖坡面径流水动力学过程和侵蚀过程的相互关系。[结果]侧柏覆盖坡面的产流量最大,平均总产流量为56.85 L。而产沙量最高的则是栓皮栎覆盖坡面,平均总产沙量高达1 189.15 g。各植被覆盖坡面径流流速范围为0.803±0.213～4.276±0.430 m/min。栓皮栎覆盖坡面径流流速最快,平均流速为2.930 m/min。4种植被覆盖坡面径流雷诺数和弗劳德数范围分别为7.271～62.630和0.177～0.900,径流雷诺数与弗劳德数均随着降雨强度的增大而增大。[结论]坡面植被覆被具有良好的减流减沙效果。植被覆盖坡面径流水动力学要素与产沙率密切相关,是预测土壤侵蚀过程的重要因子。     

不同土壤坡面产流产沙特征对比分析

通过不同坡度(5°,10°,20°)、不同质地土壤(粘土、砂土)的人工模拟降雨试验,对比研究粘土和砂土在不同坡度条件下的坡面产流产沙规律,并建立试验条件下坡面土壤侵蚀模型。结果表明:(1)粘土坡面和砂土坡面的产流规律相似,在相同试验条件下随着产流时间的延长粘土坡面和砂土坡面的产流率均先逐渐增加最后趋于稳定,同时随着坡度增大,粘土坡面和砂土坡面的产流率均逐渐变小,但粘土坡面达到稳定产流率的时间早于砂土坡面;(2)粘土坡面和砂土坡面的产沙规律相似,在不同坡度条件下粘土坡面和砂土坡面的产沙率均随产流历时呈先增大后降低的趋势,但粘土坡面的产沙能力小于砂土坡面,且在坡度为5°时两者之间的差别达到最大;(3)随着坡度增加,粘土坡面和砂土坡面的总产沙量的变化幅度均大于总产流量的变化幅度,即坡度对坡面侵蚀产沙的影响大于对径流的影响;(4)统计得出试验条件下粘土坡面和砂土坡面的土壤侵蚀量与坡度、产流时间的回归方程,并据此得出试验条件下粘土相对于砂土坡面的减沙能力方程。     

土壤团聚体稳定性评价方法比较

土壤团聚体稳定性是评价土壤结构和土壤物理形状的重要指标.对土壤团聚体分形维数、土壤团聚体平均重量直径和>0.25 mm团聚体含量3种土壤团聚体结构评价的方法进行了探讨.结果表明,分形维数与>0.25 mm团聚体的含量呈负相关性,但是平均重量直径与>0.25 mm团聚体的含量有正的相关性.这三种方法都能应用来评价土壤结构,但是分形维数不仅表示土壤结构,还能说明土壤水分和土壤其它的物理性质.因此,分形维数是评价土壤结构的较好的方法.     

侵蚀性风化花岗岩坡地土壤发育特性

采用CT扫描技术、X射线荧光光谱仪化学全量分析和实验室土壤理化特性测试方法,对浙江省典型风化花岗岩坡地土壤发育的主要物理指标、化学风化系数及风化强度进行了测量计算,分析了侵蚀环境下不同地貌部位的土壤发育特征。结果表明:坡地土壤的发育程度较弱,土壤分层不明显,不同地貌部位的土壤风化发育程度排序为坡底<坡中<坡顶,与坡面侵蚀强度的排序正好相反。土壤物理风化指标随土层深度增加的变化规律较强,脱硅富铝化过程随着剖面深度的增加越来越弱,物理风化指标和化学风化指标具有同等作用的表征效果,不同于当地地带性土壤发育中以化学风化为主的特性。水力侵蚀强烈地区的最大风化强度位于20-40 cm处,推得水力侵蚀对土壤发育的影响深度为0-40 cm。     

高速公路边坡物种多样性与土壤特性的关系分析

根据区组试验设计,在沪(上海)陕(陕西)高速公路信阳至南阳段4种路基边坡上建立了28个植物群落观测小区,通过相关指标的测定,对不同边坡土壤类型物种多样性指标进行了比较分析,同时研究了公路路基边坡土壤特性与物种多样性之间的相关性。结果表明:紫穗槐+狗牙根+高羊茅群落和胡枝子+狗牙根+高羊茅群落的物种多样性指数、丰富度指数及均匀度指数较高;物种多样性指标之间相关性显著,物种多样性指数、丰富度指数与土壤容重、孔隙度的相关性较强,均匀度指数与土壤容重、孔隙度的相关性较差;物种多样性指标与土壤硬度有一定的相关性,与土壤有机质含量相关性较小,与土壤抗冲性及最大持水率相关性较差。