收藏本站
《中国科学院研究生院(武汉岩土力学研究所)》 2008年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

膨胀土湿热耦合性状与路堑边坡防护机理研究

李雄威  
【摘要】: 本文以广西南宁膨胀土为研究对象,采用现场试验、室内试验和数值计算模拟的方法,对大气作用下膨胀土的工程性状、膨胀土路堑边坡的灾变机理以及多种防护方法的工作特性进行了分析。 首先,进行了大型膨胀土堑坡的现场试验,通过气象观测、边坡温湿度和渗透特性的测试以及坡体变形的监测,对大气作用下膨胀土堑坡的灾变机理进行了分析,并对植被和框锚结构防护系统的工作特性进行了探讨。结果表明,膨胀土的工程性质与蒸发和降雨过程息息相关;土体含水量的变化是影响边坡变形的主要因素,而温度变化是促进因素,二者的耦合作用使得边坡趋向不稳定;含水量变化下的大气影响深度随季节性干湿循环而变大,但其变化滞后于温度;植被防护可减小温度、湿度的变动幅度,降低影响深度;降雨持续时间决定坡体变形,一定降雨强度下持续的降雨过程才能使边坡趋于破坏;大气剧烈影响深度范围内土体的胀缩性会对锚杆工作状态产生较大的影响,在边坡上早期施加锚杆和框架梁后,框架梁可通过锚杆对梁的约束力限制土体的膨胀变形,进而保证土体的强度,同时框锚结构系统在实际受荷过程中会释放部分膨胀力,降低梁底土体反力,有利于框锚结构的稳定。 其次,采用室内试验的方法,考虑脱湿速率、吸湿速率、水化状态和干湿循环作用的影响,模拟自然环境下膨胀土的湿热状态,对其力学性质、持水特征、胀缩性和渗透性进行了深入分析。结果表明,湿热状态会对膨胀土的工程性状产生较大影响:反复的吸湿、脱湿使土体趋于松散,强度降低,渗透性增强;脱湿速率越小,土体的收缩变形越大,进气值越大;吸湿速率越小,土体的膨胀变形越大,膨胀后强度越低;在水化过程中,水化时间越长、温度越高,土体强度越低,强度呈现变动特性。 第三,基于现场试验和室内试验,结合自编的处理软件对膨胀土的裂隙特性展开分析。结果表明,二值化像素和分形维数统计的方法均是对膨胀土裂隙的平面描述,而渗透试验和变形模量测试的方法可以从空间上反映膨胀土裂隙的发育状态。 第四,在考虑膨胀土湿热耦合性状和裂隙分布的基础上,采用数值计算模拟的方法,对大气作用下膨胀土边坡的工作特性进行了分析,并结合植被的生理特征和力学特性对植被护坡的机理开展了深入研究。结果表明,膨胀土堑坡的灾变过程与膨胀土的工程性状紧密相关,而气候环境是促进因素,季节性的干湿循环、高湿的持续蒸发、连绵的降雨过程均是最不利于膨胀土堑坡稳定的气象状态;植被护坡在降雨过程中主要是根系的力学效应发挥作用,而后植被的蒸发、蒸腾作用可缩短土体水化的时间,阻止土体强度的进一步衰减,降低坡体的风化程度,有利于边坡长期的稳定。 最后,采用数值计算模拟的方法,对浆砌片石和框锚结构防护系统的工作特性进行了分析。结果表明,浆砌片石护坡可保持边坡湿度场稳定,减缓温差及温度变化对坡体的影响,降低浅层土体风化程度,阻止大气影响深度向土体深处发展;在框锚结构护坡系统中,锚杆在强风化区内设置自由段,既不会降低边坡的安全系数还有利于锚杆的稳定,框架梁的存在使边坡滑动土体的下滑推力转由深部土体承担,可有效维持浅层土体的稳定性,锚杆轴向力和框架梁弯矩的分布特征可为工程设计提供科学依据和优化措施。
【学位授予单位】:

知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 胡文锋;;膨胀土公路的工程特性及灾害防治技术研究[J];甘肃科技;2011年11期
2 包惠明;魏雪丰;;干湿循环条件下膨胀土裂隙特征分形研究[J];工程地质学报;2011年04期
3 马千里;;非饱和膨胀土卸载回弹特性经验模型研究[J];黑龙江科技信息;2011年15期
4 王顺;李涛涛;王林;;离子土壤强化剂改性膨胀土的微结构试验研究[J];安全与环境工程;2011年04期
5 张万涛;;合肥地区膨胀土及生石灰改性的研究[J];安徽建筑;2011年04期
6 胡波;龚壁卫;程展林;刘鸣;周武华;;膨胀土裂隙面强度的直剪试验研究[J];西北地震学报;2011年S1期
7 冉龙洲;宋翔东;唐朝生;;干燥过程中膨胀土抗拉强度特性研究[J];工程地质学报;2011年04期
8 刘军;黄斌;龚壁卫;胡波;;膨胀土水泥改性均匀性及长期效果试验研究[J];西北地震学报;2011年S1期
9 李荣建;郑文;王莉平;邵生俊;;非饱和土边坡稳定性分析方法研究进展[J];西北地震学报;2011年S1期
10 秦浩胜;;浅谈宛坪高速公路变更理赔经验[J];科技信息;2011年15期
11 潘春娟;;换填法软土地基处理技术浅析[J];科技致富向导;2011年20期
12 蒋海龙;;试论土方工程施工技术要点及质量控制措施[J];黑龙江科技信息;2011年17期
13 刘晓刚;;谈公路路基工程施工质量控制[J];黑龙江科技信息;2011年15期
14 黄万千;;城市建筑弃土消纳场布局规划研究——以南宁市为例[J];大众科技;2011年07期
15 陈正汉;;非饱和土与特殊土力学的理论与实践[J];后勤工程学院学报;2011年04期
16 包承纲;;岩土工程试验研究中的若干新进展[J];岩土力学;2011年S2期
17 邱志勇;陈贵伦;刘学全;胡奋春;陈炎;童彬;;滁州市地质灾害区划及其防治对策研究[J];中国水土保持;2011年09期
18 岳本祯;;谈工民建施工对不良地基土的改造技术[J];科技资讯;2011年22期
19 张进;杨泽平;;地铁工程中的主要岩土工程问题及分析[J];科技广场;2011年05期
20 梁敏;;探讨如何提高沥青路面施工质量[J];科技致富向导;2011年26期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 崔可锐;周阳;管政亭;赵广顺;;合肥新桥国际机场膨胀土工程性质的试验研究[A];“华东六省一市地学科技论坛”论文专辑[C];2010年
2 李志清;胡瑞林;;用千分尺测定膨胀土的收缩特性[A];工程地质力学创新与发展暨工程地质研究室成立50周年学术研讨会论文集[C];2008年
3 秦小林;蒋忠信;;膨胀土的膨胀系数、收缩系数及其应用[A];第四届全国工程地质大会论文选集(二)[C];1992年
4 孔令伟;方晓睿;郭爱国;;膨胀土的基本性质与路基工程实践研究现状与展望[A];岩石力学新进展与西部开发中的岩土工程问题——中国岩石力学与工程学会第七次学术大会论文集[C];2002年
5 王斌;谢梁萍;卞可;;膨胀土改性试验方案[A];土木建筑学术文库(第13卷)[C];2010年
6 查甫生;廖斌;崔可锐;;掺粉煤灰-石灰对膨胀土胀缩性的影响试验研究[A];“华东六省一市地学科技论坛”论文专辑[C];2010年
7 孔令伟;方晓睿;郭爱国;;膨胀土的基本性质与路基工程实践研究现状与展望[A];第一届全国公路科技创新高层论坛论文集公路设计与施工卷[C];2002年
8 杨果林;乔运峰;王永和;;土工合成材料在处治膨胀土路堤中的应用研究[A];全国第六届土工合成材料学术会议论文集[C];2004年
9 翁剑成;魏中华;荣建;任福田;;膨胀土路基对广西平百公路路面破坏的影响以及处理对策[A];2004年道路工程学术交流会论文集[C];2004年
10 满洪高;朱增奇;赵方刚;;膨胀土路基施工方法探索与实践[A];第十届全国结构工程学术会议论文集第Ⅰ卷[C];2001年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 黄兴华;“以柔治胀”对付膨胀土[N];中国技术市场报;2010年
2 本报记者 蔡虹;长沙理工大学 膨胀土筑路出新招[N];北京科技报;2010年
3 林均红 记者 徐兰山;“以柔治胀”破解膨胀土防治难题[N];科技日报;2010年
4 许连峰;膨胀土研究取得初步突破[N];中国交通报;2004年
5 本报记者 李伦娥 通讯员 胡秀英 邓崛峰;攻克公路工程的“癌症”[N];中国教育报;2010年
6 本报记者 滕继濮;筑路“癌症”?有方可治[N];科技日报;2010年
7 通讯员 冯学亮;襄渝膨胀土隧道贯通[N];中国铁道建筑报;2007年
8 葛运溥;膨胀土地区施工技术取得突破[N];中国交通报;2007年
9 本报记者 赵洪涛;降伏南水北调中线膨胀土[N];中国水利报;2009年
10 长沙理工大学;工程中的“癌症”被攻克[N];中国交通报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李雄威;膨胀土湿热耦合性状与路堑边坡防护机理研究[D];中国科学院研究生院(武汉岩土力学研究所);2008年
2 龚文惠;公路膨胀土路基的沉降和边坡稳定性研究[D];华中科技大学;2004年
3 麦杰迪;膨胀土性能及膨胀土地区道路设计研究[D];长安大学;2000年
4 袁俊平;非饱和膨胀土的裂隙概化模型与边坡稳定研究[D];河海大学;2003年
5 贾景超;膨胀土膨胀机理及细观膨胀模型研究[D];大连理工大学;2010年
6 任青阳;膨胀土和砂土弹塑性本构关系数值建模研究[D];华中科技大学;2005年
7 丁加明;基于粗糙集理论的膨胀土路基气候作用分析及水毁灾害预测[D];中南大学;2006年
8 潘宗俊;膨胀土公路路堑边坡工程性状研究[D];长安大学;2006年
9 杨洋;公路处治土THMC耦合模型及路基变形数值模拟[D];中国科学院研究生院(武汉岩土力学研究所);2008年
10 孙文静;膨胀性非饱和土的水力—力学性质及其弹塑性本构模型[D];上海大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 许瑛 ;膨胀土的加水变形、强度特性及结构变化的细观分析[D];长安大学;2003年
2 孙世军;重塑膨胀土宏细观结构演化CT-三轴试验研究[D];西南大学;2011年
3 季伟;《广西膨胀土地区建筑技术条例》修订四个方面的问题[D];广西大学;2004年
4 柏立懂;合徐合安高速公路膨胀土的矿物化学成分及微结构的研究[D];合肥工业大学;2005年
5 湛文涛;膨胀土填料分类指标的工程适用性及CBR指标快速测定方法研究[D];长沙理工大学;2010年
6 邓哲;改良膨胀土及路堤填筑控制[D];西南交通大学;2002年
7 贺洁;膨胀土分类方法探讨以及抗剪强度的试验研究[D];大连理工大学;2001年
8 丁万涛;加筋膨胀土强度特性研究[D];长安大学;2002年
9 查甫生;合安高速公路膨胀土改性研究及膨胀土与构造的关系[D];合肥工业大学;2004年
10 张颂南;石灰改良膨胀土室内试验研究[D];河海大学;2005年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978