公路黄土路堑高边坡坡型选择研究_高德彬
高速铁路黄土路堑高边坡稳定性分析及变形规律研究
高速铁路黄土路堑高边坡稳定性分析及变形规律研究高速铁路黄土路堑高边坡稳定性分析及变形规律研究引言：随着高速铁路建设的不断推进，对黄土路堑高边坡的稳定性和变形规律进行研究具有重要的理论和实践意义。
因为黄土在不同水分条件下，其物理力学性质会发生明显的变化，导致路堑高边坡变形的情况复杂多样。
为了提高高速铁路的运营安全和减少工程灾害，对黄土路堑高边坡进行稳定性分析和变形规律研究是必要的。
一、黄土的特性与力学性质分析1.1 黄土的形成和分布黄土是由古代风沙运动以及随后的湖泊和河流沉积形成的一种具有特殊工程性质的土壤。
在我国，黄土主要分布在陕西、甘肃、宁夏、山西等地区。
1.2 黄土的物理力学特性黄土具有较高的含水量、较大的孔隙比和较大的毛细吸力等特点，这些特性决定了其稳定性和变形规律。
二、黄土路堑高边坡的稳定性分析2.1 应力分析针对黄土路堑高边坡的稳定性分析，首先需要进行应力分析。
黄土在重力作用下会形成不均匀的应力场，导致坡面产生位移和剥落。
通过对应力分析，可以确定黄土路堑高边坡的最大可支持高度。
2.2 变形分析黄土路堑高边坡的变形主要包括侧向位移和沉降。
变形分析可以通过数值模拟和现场监测相结合的方法，最终得到较为准确的变形规律。
而随着时间的推移，黄土路堑高边坡的变形也会不断发展，变形规律也会发生变化。
三、黄土路堑高边坡变形规律研究3.1 变形规律的因素分析通过对大量的实测数据和成果进行统计和分析，可以得出影响黄土路堑高边坡变形规律的因素有：黄土含水量、路堑高度、温度等。
3.2 路堑高边坡变形规律的数学模型建立通过对已有的实测数据进行回归分析，并结合黄土的力学特性，可以建立黄土路堑高边坡变形规律的数学模型。
这将有助于对未来的设计和施工提供科学依据。
结论：通过对高速铁路黄土路堑高边坡的稳定性分析和变形规律研究，可以更好地了解黄土在工程中的行为和特性。
这对于保证高速铁路的运营安全，减少工程灾害，具有重要的实践意义。
公路黄土路堑高边坡稳定性研究
系 。故 在 保 证 安 全 、 靠 、 济 的前 提 下 ， 于 三 者 进 行 最 优 化 的组 可 经 对 Ｏ 引言 合， 是黄 土 路 高 堑边 坡 设 计 的指 导 原 则 。 而坡 高 、 度 及 坡 型三 者 设 坡 在 国家 大 量 进 行 基础 设 施 建 设 的 过 程 中 ， 其 是 在 公 路 建 设 方 尤 计 中 ， 合 坡 度 的确 定 又 是 设计 中 的最 为 重 要 的部 分 ， 综 它反 映 的是 边 面 ， 地质 结 构 复 杂 的黄 土 区 进 行 公 路 建 设 ， 成 了 许 多 黄 土 路 堑 在 形 坡 的力 学平 衡 问题 。研 究边 坡 坡 面 稳定 性 问题 ， 从 两 方面 考 虑 ： 需 一 高边 坡 。 这 些黄 土 路 堑 高边 坡 ， 一般 横 断 面 宽 、 断 面 长 、 高较 高 ， 纵 坡 是 在 综 合坡 度 一 定 时 ， 型 的 设计 ； 是 坡 面 的 防护 工 作 。 坡 二 因 此 工 程 量 巨大 ， 何 在 经 济 合 理 的 前 提 下 ， 证 边 坡 的 整 体 稳定 如 保 目前 黄 土边 坡 坡 型设 计 主 要 采 用 台 阶 型 ， 即将 边 坡 分 割 成 一 定 性 与稳 定 性 ， 工程 中需 要 解 决 的技 术难 题 。 是 坡度的台阶， 在确 保 每 一 单 级坡 整 体 稳 定 ， 有 利于 排 水 和 防止 雨 水 更 １ 黄 土 路 堑 高边 坡 稳 定 性研 究 现 状 冲 刷坡 面 ， 这种 坡 型 常 用 石材 封 护 ， 利 于坡 面 的植 物 防 护。 但加 但 不 黄 土 路 堑高 边 坡 稳 定性 研 究 主 要 是在 边 坡 的 变 形破 坏 方面 。通 强 植 物 栽植 与 防 护在 大面 积 黄 土 路 堑 高 边 坡 保 护 中 ， 仅 有 利 于 边 不 常， 路堑高边坡的变形破坏分为两种： 坡面变形破坏与坡体整体破坏。 坡 稳定 ， 有利 于 美 化 和 净化 环 境 。 更 １１坡面变形破坏 坡 面变形破坏主要表 现在坡面 的冲蚀、 ． 剥落 ４ 黄土 路 堑 高 边坡 型设 计 现 状及 坡 面 防 护措 施 等方面 ， 坡面变形破坏 占黄土地区边坡 变形破坏 的大部 分。虽然 这 ４１ 黄 土 路 堑 高边 坡 坡 型设 计 现 状 合 理 的 坡 型 标 准 应 该 是 自 ． 种破坏形式不如坡体整体 变形明显 ， 但却直接增加 了线路养 护维修 然 稳定 的边 坡 坡 型 ， 因为 自然 边 坡 是 在 各种 自然 力 的作 用 及 影 Ⅱ下 ， 向 费用 ， 并且 恶 化 公 路 沿 线 生 态 环 境 ， 成 水 土流 失 等 不 良后 果 ； 进 造 如 长期演化而形成 的。 大量的工程实践证 明， 交通及水利工程中的常 步 发 展 ， 导 致路 堑边 坡 滑 坍 、 坍 等 灾害 产 生 。 可 崩 见 边坡 坡 型 有 ： 线 型 边 坡 、 直 滑动 型边 坡 、 自然 斜坡 型边 坡 、 台型 边 平 １２ 坡 体 整体 破 坏 坡 体 整 体 破 坏 包 括崩 塌 和 滑塌 ， 占黄 土地 坡 ￣ ｆ合 型 边 坡 等 五大 类。 而 台 阶型 边 坡 则是 黄 土 路 堑 高边 坡 最 适 ． 仅 Ｄｇ ， 区路 堑 边 坡 变形 破 坏 的 少部 分 ， 对 公 路 的 危害 极 大 。 但 宜 的坡 型 ， 阶 型边 坡 主 要有 以下 几 个特 点 ： 台 对 应 于 边 坡 变 形破 坏 形 式 ， 土 路 堑 高 边 坡 稳 定 性研 究 问题 也 黄 ４１１ 有 利 于坡 体 稳 定 。因型 边 坡 的 台阶 较 宽 （ ．． 目前使 用 的最 宽 包 括 两 方面 内容 ： 面 稳 定 性 与 坡 体 稳 定 性 。坡 体 稳 定 性 主要 是 由 达 ２ ｍ ）一 般 在 ３～１ ｍ 左 右 ， 将 坡 体 分 为相 对独 立 的两 个 或 多 坡 ２ ， ０ 它 总坡 比 控 制 ， 面 稳 定 性 则 是 在 坡 体 整 体 稳 定 性 的 基 础 上 ， 虑 采 坡 考 个 坡段 ， 对 改 变高 边 坡 重 力 分布 有 较 大 的影 响 ， 样 使坡 脚 应 力集 这 这 用 哪种 坡 型 和 坡 面 防 护 措 施 ， 以避 免 因坡 面 渐进 性 变 形 而 引 起坡 体 中的 现 象有 所 减缓 ， 而 有效 地 保 护 坡脚 ， 强坡 体 稳 定 性。 从 增 大范 围 失 稳 等 问 题 。 在 这两 个 方 面 ， 内外 专 家学 者 都 进 行 了 大量 国 ４１２ 有 利 于 坡 面 排 水 ， 止 坡 面 冲 刷 。 台 阶型 边 坡 设 计 中 ， ．． 防 一 的研究。 般单级坡较陡 ， 常使用 １Ｏ５或 １ ．５的坡率 ， ：． ：７ Ｏ 这样使坡面径流快速 ２ 黄 土 路 堑 高边 坡 变 形 破坏 特 点 流 入坡 体 台阶 处 ， 少 雨 水渗 坡 面 ， 而 减 轻 降 雨对 坡 面 的 ；刷 。 同 减 从 中 黄 土 路 堑 高 边 坡 变 形破 坏 形 式 主 要 分 冲 刷 、 落 、 塌 、 剥 坍 滑坡 等 时 ， 体 台 阶底 部 一 般 设 有排 水 设 施 ， 坡 面 积 水 很 快 排 出坡 体 ， 坡 使 保 四种 ， 前两 者 属 于坡 面 变 形 破 坏 ， 两 者 属于 坡 体 变 形破 坏 。 后 证 了边 坡坡 面 的整 体 稳定 性 。 ２１坡面变形破坏的形式 坡 面变形破 坏是黄土路堑高边坡 的 ． ４１３ 有 利 于 施 工 及 后 期 养 护 管 理 。 目前 黄 土 高 边 坡 最 高达 ．． 常见 现 象 ， 破 坏 形 式又 可 分 为 坡面 ； 涮 、 状 剥 落 等 。 其 中 面 １ ８ ， ６ ｍ 左 右 的较 为 常 见 ， 以 ， 施 工 过 程 中 ， 级 修 筑 马 ０ｍ 高 ０ 所 在 分 ２１１ 坡 面 冲 刷通 常表 现 为 ：坡 肩 冲 刷 坍 塌 、坡 面 ．． 中刷产 生 沟 道 ， 成 分 级 台 阶 ， 于机 械 化 作 业 ， 时 也 有 利 于 后 期 养 护 维 修 工 形 便 同 穴 、 沟及 跌 水 等 现 象。由 于 湿 陷性 黄 土 的抗 冲 刷 能 力 较 差。在 新黄 细 作。 土 层 中 进 行 高 陡 边 坡 开挖 时 ， 果 雨 水 径 流 集 中 ， 很 容 易 形 成 沟 如 则 ４２ 黄 土 路 堑 高边 坡 坡 面 防 护措 施 为 保 证 在 自然 或 者 人 为 因 ． 穴 或 深 沟。 而 老 黄 土 层 边 坡 则 具 有 较 好 的 抗 冲 刷 能 力 ， 受 到 水流 素 影 响 下 的黄 土 路 堑 高 边坡 坡 面 稳定 性 ， 不 发生 严 重 的坡 面 冲 蚀 、 当 即 冲 击 比 较 均 匀 时 ， 会 在 坡 面 形 成 明 显 的 条 带 ； 受 到 集 中 的水 流 剥 落 、 常 当 滑坡 、 崩 等 变 形破 坏 ， 程 实 践 中常 采 用 的坡 面 防 护 措 施 概 滑 工 冲刷 时 ， 易形 成 冲 沟 形跌 水 。 括 起 来 可 分 为三 类 ： 程 防 护 方法 、 一 植 被 防 护 方法 和 综 合 防 护方 工 单 ２１ 坡面剥落主要 表现 为 ： ．． ２ 在重力或雨 水作 用下 ， 坡面土层很 法（ 工程防护与植被 防护相结合） 。①工程防护措施主要采用浆砌 片 容易脱 落掉块 ， 产生带状 凹璧 的现 象。坡面 剥落是黄土堑高边坡变 石护面、 锚杆喷浆护坡 、 护面墙、 网喷浆护坡等措施 ； 挂 ②单一植被防 形的一种普遍现 象， 尤其产 生在古黄土壤层 中 ， 常是粘粒含 量多 护措施主要有人工植 草、 通 液压喷播植草、 植树 等措 施 ； ③综合防护措 及易溶盐含量较 高的土层易产 生坡 面剥落。而在 公路两边 的边坡 施主要有框架植被护坡、 网植草护坡 、 铺 厚层 基材 喷播植 草护坡 、 土 中 ， 般 阳坡 要 比阴 坡 剥 落 的严 重 。 一 工 格 室 与 绿 化 防护 板 植 草 护坡 等 。 ２２ 坡 体 变 形 破 坏 的形 式 坡 体 变 形破 坏 的 形 式 主 要 是 滑 坡 和 ＿ 这 些 防 护措 施 的 应 用成 功 为 黄 土 路堑 高 边 坡坡 面 稳 定 性 提供 了 滑 塌 。 坡 是 边坡 整 体 失 稳 ， 生较 大滑 距 的 边 坡破 坏 现 象 。滑塌 是 有 力 的保 障 。 同时 也 可 以 从坡 面 防 护 发 展 历 程 看 出 ， 由早 期 的工 滑 产 其 边 坡 的土 体 在 重 力作 用 下 ，沿 不 规 则 滑 面 向下 整 体 塌 落 的破 坏 现 程 防护 到 植 被 防 护 ， ￣ 程 防护 与 植 被 护 坡 有机 结 合 的综 合 防护 再 ＋－ ｊ ｑ
公路黄土路堑高边坡的监测与稳定性研究
公路黄土路堑高边坡的监测与稳定性研究摘要：众所周知，由于黄土区的地形十分复杂，所以若在此区域修建公路便会筑成大量的黄土路堑高边坡，其坡高很陡，横断面较宽且纵断面较长，这就导致加大了工程的难度。
而确保路堑高边坡的稳定性并对其进行有效监测是公路建设中极为重要的事项。
因此，笔者就这一问题进行了浅析，以期为广大的施工建设者提供参考依据。
关键词：公路黄土路堑边坡监测稳定性一、关于黄土路堑高边坡的稳定性的当前状况边坡的变形及破坏是影响黄土路堑高边坡稳定性的重要因素。
一般情况下，边坡的变形及破坏包括两种情况：坡体的整体破坏以及破面的变形破坏。
（一）关于坡体的整体破坏坡体的整体破坏可分为两种，即滑塌与崩塌。
虽然坡体的整体破坏情况在黄土区发生的几率较小，可是却会对公路的建设造成很大的影响。
相对于边坡的变形及破坏的分类来说，黄土路堑高边坡的稳定性也可分为两种，即坡体的稳定性及破面的稳定性。
总坡比对坡体的稳定性具有重要的决定作用，而坡面的稳定性是依据坡体的稳定性来决定应该运用何种坡面与坡型的保护方法，从而防止由于破面的逐渐变形导致的大面积的坡体失去稳定性的情况发生。
（二）关于坡面的变形破坏坡面的剥落以及冲刷侵蚀是破面的坡面变形破坏的主要形式。
在黄土区，坡面的变形破坏是其边坡的变形破坏中最常出现的情况。
尽管破面发生的变形破坏并没有坡体整体的破坏严重，可是却在一定程度上破坏了公路周边的自然环境，还使得公路的养护与维修的成本大大提高同时还加剧了水土流失的现象。
二、关于黄土路堑高边坡的变形与破坏的主要表现形式（一）关于坡面的变形及破坏的主要表现形式坡面的变形及破坏的主要表现形式最常见的可分为两种：坡面冲涮及坡面剥落。
1.关于坡面冲刷的主要体现因为具有湿陷性质的黄土对冲刷的抵抗能力不高，因此，倘若雨水的径流巨大，当挖掘新黄土区的高边坡的过程中，极易出现由于剧烈冲刷所导致的深沟亦或是沟穴。
当由于湿陷性黄土的抗冲刷能力较差。
但是老黄土层对冲刷的抵抗能力却较强，如果并没有较大的水流对其冲刷，便会出现条带状的坡面，可如果有较大的水流对其冲刷，便会出现冲沟形的跌水。
生态防护黄土路堑边坡坡型设计
生态防护黄土路堑边坡坡型设计摘要：本文以郑西客运专线湿陷性黄土路段为例，建立边坡计算模型，通过有限元法对开挖工况的变形分析及极限平衡法对安全系数的分析，得出基于稳定性考虑的坡型设计方案。
并在此基础上，考虑生态防护的要求，提出适于生态防护的黄土路堑边坡合理坡型。
关键词：生态防护，黄土边坡，坡型Abstract: this article taking the zheng west passenger line collapsible loess section as an example, builds a calculation model of slope, by the finite element method for excavation of the deformation analyzes working condition limit equilibrium method of the safety factor, and concludes that the stability of the slope based on consideration of design scheme. And on this basis, considering the requirement of ecological protection, it puts forward the suitable for ecological protection in the loess cutting slope reasonable slope type.Keywords: ecological protection, loess slope, slope type近年来，生态环境保护的要求和全国绿色通道建设的需要，使得越来越多的生态护坡技术应用于铁路、公路、市政工程的边坡防护。
然而，我国黄土路堑边坡的坡型设计主要是在工程类比法的基础上按照规范进行，设计的边坡形式以窄平台陡边坡的阶梯式为主。
陕西地区黄土路堑高边坡可靠度研究
很接近 ,又是规范推荐方法 ,因此本文中采用简化
Bishop 法作为稳定系数 k 的计算模型 ,且只局限于
考虑边坡土体参数的不确定性 ,对计算模型不确定
性 (如弹塑性 、延性) 、施工不确定性 (如人为因素) 、
突发灾害 (如地震) 、使用时间的风险分析等暂且不
作考虑 。Mo nte2Carlo 法与简化 Bishop 法的分析过
李 萍1 ,王秉纲2 ,李同录1 ,徐 平1 ,李 文1
(1. 长安大学 地质工程系 ,陕西 西安 710054 ; 2. 长安大学 公路学院 ,陕西 西安 710064)
摘要 :以极限状态坡作为输入坡型 ,将陕西黄土地区公路勘察中实测的粘聚力和内摩擦角作为主要 随机变量参考值 ,采用 Mo nte2Carlo 法抽样 ,简化 Bishop 法公式作为控制方程 ,对陕西地区 3 个地 段的黄土高边坡进行了可靠度模拟 ,获得黄土高边坡的失效概率与可靠指标 。经过对参数变异性 与失效概率关系的系统分析 ,并考虑陕西地区黄土强度参数变异系数的分布特点和工程可接受水 平 ,提出了陕西地区黄土路堑高边坡可靠度设计标准 。结果表明 :对于高速公路和一级公路 ,设计 失效概率为7 %～10 % ,相应可靠指标为 1. 28～1. 48 ;对于二级及二级以下公路 ,设计失效概率为 14 %～16 % ,相应可靠指标为 0. 99～1. 08 。 关键词 :道路工程 ;黄土边坡 ;Mo nte2Carlo 法 ;可靠度 ;失效概率 中图分类号 :U416. 14 文献标志码 :A
0 引 言
黄土边坡设计的关键是稳定性评价 ,目前的工
程实践主要采用 3 种方法 : ①自然类比法 。参照相 似工程地质条件的自然边坡的形态和坡度进行设 计 。自然类比法与设计人员的认识和经验有关 ,存
黄延公路黄土路堑高边坡结构特征及其设计方法研究
第8卷第2期2010年4月水利与建筑工程学报Journal of Water Resources and Architectural EngineeringVol.8No.2Apr .,2010收稿日期:2009-12-28 修回日期:2010-03-01作者简介:焦 力(1979 ),男(汉族),陕西三原人,助理工程师。
主要从事公路工程的研究及管理工作。
黄延公路黄土路堑高边坡结构特征及其设计方法研究焦 力,李坤阳(陕西省高速公路建设集团公司,陕西西安710086)摘 要:黄延高速公路位于黄土沟壑区,特殊的地形环境导致大量黄土高边坡的出现,其是否稳定直接威胁着黄延高速公路的安全。
该文对黄土高边坡的地质结构进行分析,并对黄土高边坡的坡高、坡比、坡型进行优化设计。
结果表明,黄土地质结构的节理、裂隙、基岩风化剥蚀面、层理及其它不连续面对黄土高边坡的稳定有直接影响。
在保证边坡稳定的情况下,应对坡高、坡比和坡型进行选优,当坡高大于40m 时,在边坡中部设大平台较理想。
关键词:路基工程;黄土高边坡;地质结构;优化中图分类号:U416.14 文献标识码:A 文章编号:1672 1144(2010)02 0136 03Study on Geological S tructure of High Loess Slope in Huangling -Yan anExpressway and Its Design MethodJI AO Li,LI Kun -yang(Shaan xi Expresswa y Construction Group Com p an y ,Xi an,Shaan xi 710086,China)Abstract:I n this dissertation,the hi gh loess slope s geological structure in Huangling -Yan an Expressway is researched,in -cluding the joints,fissures,we athering planes of base rocks and other surfaces of discont inuity.Then,an optimization methodfor de signing the high loe ss slope s height,stable ratio and slope form is put for ward,and it is conclude that when the height of a loess slope is over 40me ters,the optimal method is to design the platform in the middle of the slope.Keywords:subgrade engineering;high loess slope;geological structure;optim ization0 前 言黄陵至延安高速公路是我省进入黄土山区里程最长、投资最多的工程建设项目,全长143.205km 。
黄土深路堑边坡稳定性分析及边坡坡型的合理设计
计 中 的 一 个 重要 环 节 ， 也 是 工程 设 计 的一 个难 点 。 以 某 工 程 为 例 ， 利 用 有 限 元 方 法 计 算 分 析 了 不 同 高 度 不 同 坡 率 下 黄 土 边坡 的 受 力 特 性 。研 究 表 明 ： 路 堑 开挖 过 程 中 ， 在 边 坡 高度 不 变 的情 况 下 ， 边坡坡率越缓 ， 坡脚 的应力越 小， 但 是 随 着坡 率 的 逐 渐 变 缓 ， 应 力 变化 趋 于缓 和 。 笔 者 通 过 比 较 各 种 边 坡 形 式 ， 综 合 评 价 了黄 土 深 路 堑 边 坡 的 稳 定 状况， 为 边 坡 的坡 型 设 计 和 施 工提 供 了可 靠 的依 据 。 关键 词 ： 黄 土 ；深 路 堑 ；边 坡 ；有 限 元 ；稳 定 性 中 图分 类 号 ： Ｕ ２ １ ３ ． １ ４ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ ４— ２ ９ ５ ４ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ４—０ ０ １ ７ —０ ３
ｖ ａ ｒ ｉ ｏ ｕ ｓ ｓ ｌ ｏ ｐ ｅ ｓ ｈａ ｐ ｅ ｓ ，ｔ ｈｅ ａ ｕｔ ｈ ｏ ｒ ｃ ａ ｒ ｒ ｉ ｅ ｄ ｏ ｕ ｔ ａ ｃ ｏ ｍｐ ｒ ｅ ｈ ｅ ｎ ｓ ｉ ｖ ｅ ｅ ｖ ａ ｌ ｕａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｓ ｔ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｌ ｏ ｅ ｓ ｓ ｓ ｌ ｏ ｐ ｅ
ａ ｄ ｉ ｉｃ ｆ ｕ ｌ ｔ ｐ ｏ ｉ ｎ ｔ ａ ｌ ｌ ｔ ｈ ｅ ｔ ｉ ｍｅ ．Ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｔ ｈ ｅ ｓ ｉ ｓ ，ａ ｐ ｒ ｏ ｊ ｅ ｃ ｔ ｗ ａ ｓ ｔ ａ ｋ ｅ ｎ ａ ｓ ａ ｎ ｅ ｘ ａ ｍｐ ｌ ｅ，Ｓ Ｏ ｔ ｈ ａ ｔ ｔ ｈ ｅ ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ
黄土高路堤及高路堑的稳定与变形性态研究
黄土高路堤及高路堑的稳定与变形性态研究作者：杨重存文章来源：网友推荐点击数：61 更新时间：2005-11-61 黄土的基本性质研究为全面了解国道312线沿线黄土的基本性质，先后在会宁县鸡儿嘴(K105+150)和青江驿(K54+740)取代表性黄土土样，在界石铺到青江驿段K54+680的U形黄土冲沟内取饱和软黄土土样，及在国道309线王源岘子及雷家岘子内取夯填黄土土样，现场测定了含水量和容重，在室内进行了微观结构观测和矿物成份分析及物理力学特性试验，并进行了饱和及非饱和黄土力学性质的本构关系研究。
从试验中可以看出，对非饱和的黄土填土，采用Daniel方式的E—μ非线性弹性模型，可以较满意地描述材料的应力应变特性。
而对于饱和软黄土，其不排水应力应变及孔隙水压力发展规律，具有特征阶段性。
材料的应力应变特性，若用E—μ模型表达，当应力水平S＞0.5时，破坏比Rf 的微小变化将引起弹性模量Et的很大变化，即放大倍数β对Rf非常敏感。
对此研究提出了适合饱和软黄土的一个新的K—G模型及相应的参数确定方法。
实验表明，上述模型已能很好地描述饱和软黄土的应力应变特性。
随着施工的机械化程度的提高及振动碾的采用，填土的干容重已远远超过过去人工夯实及非振动式压路机所能达到的水平。
为此，由重型击实标准确定的最大干容重达到18.72kN/m3，最佳含水量降至12.5%。
填筑干容重由过去的15.7～16. 7kN/m3提高到17.64kN/m3。
这对高路堤的性态产生深远的影响。
首先干容重的提高使击实土的湿陷系数降至远小于0. 015，变为非自重湿陷性黄土。
此外，土的压缩系数在P=200kPa、300kPa、和600kPa时，而一般天然黄土的压缩系数为2. 0～20.0×10-4kPa-1，这意味着路堤的沉降比过去有所降低，预留沉落量也可相应减小。
2 高路堤的离心模拟试验方法离心模型试验是根据重力场与离心力场等效的原则，利用离心机所提供的离心力场来模拟土工建筑物的重力场。
降雨入渗条件下的高速铁路黄土路堑高边坡稳定性研究
降雨入渗条件下的高速铁路黄土路堑高边坡稳定性研究降雨入渗条件下的高速铁路黄土路堑高边坡稳定性研究引言：随着高速铁路建设的快速发展，黄土路堑在工程中的应用越来越广泛。
然而，由于黄土的特殊性质以及降雨入渗所带来的影响，黄土路堑高边坡的稳定性成为工程建设中需要关注的重要问题。
一、黄土的特性和水分入渗机理探究黄土是一种典型的水敏性土体，其在湿润环境下易发生液化现象，从而引发边坡滑动、坍塌等不稳定问题。
本部分将探究黄土的特性，分析其含水量、孔隙结构、粒径分布等因素对边坡稳定性的影响。
二、黄土路堑高边坡稳定性影响因素的识别在降雨入渗条件下，边坡稳定性受到多个因素的影响，如降雨强度、降雨时间、边坡坡度、土体含水量等等。
本部分将详细分析这些因素对黄土路堑高边坡稳定性的影响机理，为后续的研究奠定基础。
三、降雨入渗条件下黄土路堑高边坡稳定性的数值模拟分析通过建立黄土路堑高边坡的数值模型，模拟降雨入渗条件下黄土路堑的变形与稳定性演化过程。
本部分将采用有限元方法进行数值模拟，通过对比不同降雨强度和坡度条件下的模拟结果，揭示降雨入渗对黄土路堑高边坡稳定性的影响规律。
四、降雨入渗条件下黄土路堑高边坡稳定性的实验验证为了验证数值模拟结果的准确性，本部分将进行室内试验和现场试验。
通过对比试验结果和数值模拟结果，验证数值模型的可靠性，并进一步完善黄土路堑高边坡的稳定性分析方法。
五、黄土路堑高边坡稳定性的工程措施结合前文的研究成果，本部分将提出黄土路堑高边坡稳定性的工程措施。
包括加固黄土土体、降低降雨入渗对边坡稳定性的影响等方面的措施，旨在提高黄土路堑高边坡的稳定性，确保高速铁路工程的安全运营。
结论：通过研究降雨入渗条件下的黄土路堑高边坡稳定性，揭示了降雨入渗对黄土路堑的影响规律。
结合数值模拟和实验验证结果，提出了加固黄土路堑高边坡的建议措施，为高速铁路工程的安全运营提供了参考本研究通过对降雨入渗条件下黄土路堑高边坡稳定性的研究，揭示了降雨入渗对黄土路堑的影响规律，并为后续的研究奠定了基础。
黄土深路堑边坡稳定性分析及边坡坡型的合理设计
黄土深路堑边坡稳定性分析及边坡坡型的合理设计王振文【摘要】边坡的稳定状况直接关系着工程的施工安全、运营安全和建设成本等.如何合理设计边坡,一直是工程设计中的一个重要环节,也是工程设计的一个难点.以某工程为例,利用有限元方法计算分析了不同高度不同坡率下黄土边坡的受力特性.研究表明:路堑开挖过程中,在边坡高度不变的情况下,边坡坡率越缓,坡脚的应力越小,但是随着坡率的逐渐变缓,应力变化趋于缓和.笔者通过比较各种边坡形式,综合评价了黄土深路堑边坡的稳定状况,为边坡的坡型设计和施工提供了可靠的依据.%The stability of a slope has direct effects on the construction safety, operation safety, construction costs etc. How to rationally design the slope is a important part of engineering design, also is a difficult point all the time.In the thesis, a project was taken as an example, so that the mechanical characteristics of loess slope with different heights and different slope ratios could be calculated and analyzed by using FEM. The research shows: in the process of slope excavating with the same slope height, the slower the slope ratio is, the smaller the stress at the slope toe becomes. However, with the slope ratio slows gradually, the change of the stresses tends to moderate. Furthermore, through comparing various slope shapes, the author carried out a comprehensive evaluation on the stability of the loess slope of deep cutting, which will provide reliable basis for the slope shape design and the slope construction.【期刊名称】《铁道标准设计》【年(卷),期】2013(000)004【总页数】4页(P17-20)【关键词】黄土;深路堑;边坡;有限元;稳定性【作者】王振文【作者单位】中铁工程设计咨询集团有限公司太原设计院,太原030013【正文语种】中文【中图分类】U213.14在铁路、公路、水利等工程中，边坡修建是不可避免的，边坡的稳定状况直接关系着工程的施工安全、运营安全和建设成本等。
公路黄土路堑高边坡坡型选择研究_高德彬
文章编号:0451-0712(2007)07-0094-04 中图分类号:U416.1:P642.13 文献标识码:A 公路黄土路堑高边坡坡型选择研究高德彬1,倪万魁1,赵之胜2(1.长安大学地质工程与测绘工程学院 西安市 710054; 2.陕西省交通厅 西安市 710068)摘 要:基于大量调查资料,归纳出了黄土路堑高边坡的8类地质结构模型。
以“宽台陡坡”的设计思路,通过对不同坡型下黄土路堑高边坡的稳定性及应力应变分析,提出了按工程地质区推荐的公路黄土路堑高边坡坡型设计方案。
该方案已在陕西省已建和在建高速公路黄土路堑高边坡设计中得到应用,取得了良好效果。
同时,对黄土地区的其他省区公路建设具有参考价值。
关键词:公路;黄土;高边坡;坡型;地质结构模型 黄土地区快速发展的公路建设,形成大量高陡的公路黄土路堑高边坡。
根据现场调查,西部各省区公路黄土路堑高边坡数量共有250余处(截止2004年底)[1],其中有近1/3的边坡高度大于50m。
在甘肃省口～柳树沟高速公路,有高度达108m的黄土路堑高边坡。
多年来,公路、铁路、水利等部门对高度30m以下的黄土中低边坡都做过较为系统的研究,并在各自规范中提出了明确的设计标准,成功地指导了边坡工程实践。
而对于30m以上的黄土高边坡的设计、防护等研究成果还较少,以致因设计不当而导致边坡的变形破坏时有发生。
调查中发现,个别边坡施工完不久坡体即发生滑塌,甚至滑坡。
分析其原因,主要是因坡型设计不合理而造成边坡整体发生破坏。
目前,黄土路堑高边坡坡型设计为台阶型,但由于没有很好地控制单级坡高、坡比和坡形三者之间的关系,造成边坡变形破坏时有发生。
同时,坡面防护措施,无论是工程防护或是生态防护,都是建立在坡体整体稳定的基础上,即坡体要有一个合理的坡型以保证其整体稳定性。
基于此,本文根据现场调查资料,结合前人研究成果,归纳出了黄土路堑高边坡的8类地质结构模型,并以“宽台陡坡”的设计思路,提出了按工程地质区推荐的公路黄土路堑高边坡坡型设计方案。
黄延公路黄土路堑高边坡结构特征及其设计方法研究
Ｕ 阐 舌
黄陵至延安高速公路是我省进 入黄土 山区里 程最长 、 投
节 理 密 度 变小 。 该 区 域 内 节 理 主 要 有 两 组 ： 向西 北 ， 状 走 产 ２５ 一 ３ｏ ７￣ ８； 向 近 东 西 ， 状 ４ ～１￣ ７ｏ ８， １。 ２０ ０ ～８。走 产 ｏ ０Ｌ ６ 一８￣
拔在 ８０ｍ １ ０ ０ ０ｍ之间 。地势北 高南低 ， ５ 由西北 向东南倾
斜 。 黄 陵 至 富县 一带 属 河 谷 台塬 相 间 的 黄 土 残 塬 一沟 壑 地
东， 产状 １０ ～１ｏ￣６。 ９； 向北北 东 ， ６￣ ９ｏ ２ ～８ｏ走 产状 ２ ５ ～３０ ９ 。 ３￣
Ｋｅ ｗｏ ｄ ：ｓ ｂ ｒ ｄ ｎ ｈ ｒ ｇ；ｈｇ ｏ ｓ ｌｐ ｙ ｒ ｓ ｕ ｇ ａ ｅ ｅ ｇ ￣ｅ ｍ ｉｈ ｌｅ ｓｓｏ ｅ；ｇ ｏｏ ｉａ ｔｕ ｔ ｒ ；ｏ ｔ ｚ ｔ ｎ ｅ ｌｇｃ ｌｓｒ ｃｕ ｅ ｐ ｍｉａ ｏ ｉ ｉ
生节理 只局限 于 Ｑ 马 兰黄土 中 ， 到 Ｑ 离石黄 土 中， 生 ３ 而 ２ 原
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黄土路堑高边坡稳定性分析与整治措施
黄土路堑高边坡稳定性分析与整治措施发布时间：2022-10-30T03:30:46.070Z 来源：《建筑创作》2022年12期作者：武奕超[导读] 以某铁路段左侧路壁高边坡的变形病害整治为研究对象，对该段路壑高边坡的变形病害特征及原因、边坡稳定性及整治措施效果进行了研究。
武奕超武警警官学院摘要：以某铁路段左侧路壁高边坡的变形病害整治为研究对象，对该段路壑高边坡的变形病害特征及原因、边坡稳定性及整治措施效果进行了研究。
得到如下结论：针对该区域路壁边坡所发生的变形病害，分析了路堑边坡稳定性影响因素。
总结了常用的边坡稳定性整治措施，并对路壁边坡整治原则作了简要陈述，提出了可供参考的整治方案。
关键词：黄土路基；高边坡；病害机理；Stability analysis and remediation for high cutting slope of loess in existing railwayOfficers College of PAP，WuYichaoAbstract：With the development of the western economy and the national economy "along the way" strategy, the railway construction in the loess area is in the ascendant. Restricted by environmental conditions, technical requirementsand so,inevitably, the railway construction in loess area will encounter problems of loess high slope and the high cut slope is most prominent.Slope stability analysis of high loess cutting slope and reasonable selection of treatment scheme is a primary problem of railway construction in loess area. Taking a railway road on the left side of the wall deformation of high slope damages, as the research object, this way our lives high slope deformation characteristics and causes of diseases, slope stability and the effect of control measures were studied. In this paper, the influence factors on the stability of the slope are analyzed in this paper. This paper summarizes the common slope stability control measures and gives a brief statement on the principle of the slope control of the wall slope, and puts forward the proposed improvement plan.Key words：loess subgrade; high cut slope; slope disease0 引言黄土在我国分布较为广泛,主要集中在祁连山以东,太行山以西,长城以南、秦岭以北的区域,具备湿陷性的特殊性质,并且孔隙大、强度低,在工程实际中往往需要进行专门分析。
公路黄土路堑高边坡稳定性研究
３ 黄土路堑高边坡坡面稳定性研究
３１ 修 建 规 范 ．
公路和铁路以及水 利部 门在施工 中都会 遇到这种高 边坡 的问题 。 所以对此 的研究也是十分重视的。 在工作 中
这些 技 术 人 员积 累 了不 少 的 宝 贵经 验 。 目前 对 于 ３ｍ 以 ０ 下 的 边坡 上 述 部 门 已经 做 出 了 明确 的 符 合行 业 要 求 的设 计 规 范 ， 在 程施 工 和使 用 中得 到 了 验证 取 得 了成 功 。 并 但是对于 ３ｍ 以上的黄路 堑高边坡 ， ０ 特别是 大于 ４ ｍ的 ０ 高边 坡 设 计 还 没 有 形成 较 为统 一 的设 计 标 准 。所 以在施
坡 稳 相对第一种 的破坏 ，坡体整体破坏颐名思义就是高 边坡的整体崩塌 和滑塌 ， 虽然这 疋 从而造成对公路 的破坏。 仅 占黄土地区路堑边坡变形破坏的少部分 ，但对公路危
会 出 现坍 塌 和 崩塌 的情 况 ， 此 产 生 对公 路 的危 害 。 有
１２ 坡 体整 体 破 坏 ．
３２ 设 计 的指 导 思 想 ．
黄 土 路 堑 高 边坡 的设 计 思 想 是 要 到 的各 个 方 面 的和 谐统 一 。在安 全 可靠 的前 提 下 尽 可 能 的对 不 同 的高 边坡 的坡 度 、 台 进 行 合 理 的设 计 使 之 达 到 经 济 、 理 、 工 平 合 施
２ 黄土 路 堑高 边 坡变 形 破坏 分析
虑采用何种方法进行防护。 但是 ， 对坡体进行稳定性研究 工 中往 往 采 用 的 都 是 因 地 制宜 的方 法 ，按 照规 范 中 的建 的 同时 也 一定 要 从 坡 面 人手 进 行 以避 免 坡 面 破坏 而导 致 议进 行 具 体 的计 算 来 指 导设 计 。
公路黄土路堑高边坡稳定性研究
公路黄土路堑高边坡稳定性研究摘要:公路建设对于国家来说是一项十分重要的基础设施建设,我国的国情决定了公路建设的地域广阔,地质情况复杂。
其中在黄土地基上修建公路更是需要克服的难题之一。
在复杂的黄土地区,有大量的黄土路堑高边坡。
这些边坡特点是纵向断面长,横向断面宽,坡高且陡,在施工中如何保证边坡的整体稳定与坡面稳定,是工程中需要解决的技术难题。
关键词:路堑边坡;失稳要素;加固措施1黄土路堑高边坡破坏分类和对稳定性1.1坡面变形破坏坡面变形是一种常见的破坏形式,主要是由于高边坡的表面由于雨水的侵蚀产生表面脱落的情况造成的对公路的影响。
这种影响有两个结果,其一是增加了维护的费用,其二是导致了公路的路基的不稳定,进一步发展就会出现坍塌和崩塌的情况,有此产生对公路的危害。
1.2坡体整体破坏相对第一种的破坏,坡体整体破坏顾名思义就是高边坡的整体崩塌和滑塌,从而造成对公路的破坏。
虽然这仅占黄土地区路堑边坡变形破坏的少部分,但对公路危害极大,可以说毁灭性的损害。
1.3高边坡的破坏形式与稳定性关系由于破坏形式有两种,所以对高边坡的稳定性研究也要从两方面进行研究:即坡面稳定性和坡体稳定性。
其中坡面稳定性是在坡体稳定的基础上进行防护,以及考虑采用何种方法进行防护。
但是,对坡体进行稳定性研究的同时也一定要从坡面入手进行以避免坡面破坏而导致坡体受损。
可见,二者是一个整体的两个层面,但是其目的最终都是要保证高边坡的稳定不会出现这两种主要危害。
2黄土路堑高边坡变形破坏分析2.1坡面破坏进过实践,总结了大量的坡面变形破坏的资料,这种形式在黄土路堑高边坡的破坏形式中最为常见,其主要的破坏形式为冲刷和剥落。
①坡面冲刷的主要现象为:坡肩冲刷坍塌、坡面冲刷细沟、跌水及沟穴等。
这种情况的产生是因为黄土的松散结构所致。
但是这种情况也分为两种,新土层开挖的高边坡如果流经过于集中,则容易形成较深的沟壑和沟穴;老土层开挖的抗冲刷能力较强,当受到冲刷时在坡面的作用较为均匀,数量较小时形成的是条带,当数量较大且集中时形成的是小冲沟。
基于合阳至铜川高速公路的黄土路堑高边坡设计
总537期2020年第15期（5月下）基于合阳至铜川高速公路的黄土路堑高边坡设计郭黎黎（中交第一公路勘察设计研究院有限公司，陕西西安 710068）摘要：坡形、坡比是边坡设计的关键要素，直接影响边坡的稳定性，以合阳至铜川高速公路黄土路堑高边坡设计为例，对黄土地区路堑边坡设计方法进行论述，同时提出了针对黄土地区的边坡防护、排水设计方案。
合理的边坡设计，完善的防护和排水设计是边坡设计的重点，也是确保边坡稳定的决定性因素。
关键词：黄土；挖方高边坡；边坡设计；坡率中图分类号：U416 文献标识码：A0 引言黄土地区高速公路建设中，因其特殊的地形、地貌，深挖路堑边坡较为普遍，设计中常会出现几十米高的路堑边坡。
高边坡稳定性对项目安全来说至关重要，因而设计中应在保证工程安全的前提下，尽量选择合理的坡形、坡比，减少挖方及占地工程数量，进而降低工程造价。
本文通过合阳至铜川高速公路中黄土路堑高边坡的设计过程，分析黄土地区路堑高边坡设计中的要点以及黄土地区特殊的边坡形式。
1 研究现状黄土地区路堑边坡设计常用方法包括工程类比法、理论计算法以及规范推荐参数法。
其中，工程类比法主观性较大，需要设计人员具有丰富的实践经验；参数法主要是根据《公路路基设计规范》[1]中给出的参数进行路堑边坡设计，但在规范中仅给出了边坡高度小于30m的边坡设计参数，若边坡高度大于30m时规范并未给出设计参数；理论计算即根据作用于岩体潜在破坏面上块体的抗剪力与块体沿破坏面的剪切力的比值作为稳定系数，来判断所选用的坡形、坡率等是否稳定。
随着高速公路建设的大规模开展，实际工程中路堑边坡大于30m的边坡非常普遍，因此，高边坡的设计常采用理论计算的方法。
理论计算时设计参数的选取十分关键，若设计过于保守，则会增加投资费用，造成工程浪费，反而存在边坡安全隐患。
设计中要综合考虑，合理选取参数，在保证安全的前提下尽量减少工程造价。
2 黄土特性及黄土边坡稳定性2.1 黄土特性黄土是一种在特殊气候因素作用下的沉积物，在我国分布十分广泛，不同的外在因素如地质、气候等，使得不同地区的黄土表现出明显的差异性。
山西黄土地区公路边坡强度参数选取方法研究
山西黄土地区公路边坡强度参数选取方法研究籍延青;隋来才【摘要】为使在边坡稳定性分析中提供的强度参数更加合理,对山西省各高等级公路实际工程进行了野外调查与室内试验,选取不同工程地质分区内不同边坡地层组合形式的典型边坡进行数值模拟对比分析,提出了峰值强度、启动强度、残余强度三种不同强度参数概念及获取方法,并分析了三种强度参数对边坡稳定性的影响,最后对山西省边坡强度参数选取提出了合理建议.【期刊名称】《山东理工大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2012(026)006【总页数】5页(P53-57)【关键词】山西黄土地区;公路边坡;强度参数;地层组合形式【作者】籍延青;隋来才【作者单位】山西省交通科学研究院,山西太原030006;山西省交通科学研究院,山西太原030006【正文语种】中文【中图分类】U442.2黄土地区公路边坡的防护设计中，首先要计算边坡稳定性，稳定性计算的理论如极限平衡法、数值分析法等均需要提供岩土体强度参数.目前常用的方法是按照岩土规范并参考实践工程中直接剪切测试或采用反演法确定抗剪强度指标，之后进行计算，但计算结果常与实际情况不符，计算是稳定的，而实际仍会失稳破坏甚至出现滑动.究其原因，除了测试手段的局限性、岩土强度参数的高变异性外，反演过程中的人为经验分析也是重要原因之一.因此，本次课题研究依托山西省临吉、离军、汾离等已建、在建高等级公路，以现场调查、室内试验为基础，通过研究边坡土体变形机理和强度参数变化规律，并结合本次调查综合考虑山西的气候、地理地貌差异、黄土的地质特征以及黄土的各种物理力学性质指标得出的山西黄土地区公路工程地质分区（图1）、地层组合形式以及边坡破坏模式，力图建立一套科学合理的参数选取方法，减少人为因素对参数选取的失准，为山西黄土地区公路边坡防治设计中强度参数的合理选取提供理论依据.1 边坡变形破坏与强度的关系图1 山西省公路工程地质分区图黄土剪切破坏可以由其过程曲线（图2）表示，从中可以发现强度参数之间的关系及土体的变形规律:剪应力τ随剪切形变ε变化，A点对应土体弹性极限，A点后土体开始发生塑性剪切破坏，B点为土体的强度极限即峰值强度τf，BC段为土体骨架结构破坏、颗粒定向排列的阶段.CD段后强度趋于稳定，不再随剪应变而变化，D点是土体在对应垂直应力作用下达到的颗粒重排的最佳排列点，此时土的强度达到其残余强度τr.图2 土体剪切变形曲线室内试验一般取B点即峰值强度作为抗剪强度值，而实际上边坡失稳破坏可能发生在AB段，其值小于τf，即没有达到峰值强度前就发生破坏，又如边坡所在区存在老滑坡，此时计算强度常取CD段参数值，因而单纯采用峰值强度来计算边坡的稳定性显然是非常不合理的，反演值又不能摆脱人为因素的影响.这里需引用“启动强度”来解决这个问题，启动强度是滑坡失稳时滑带土的强度，它是概化的概念，因为滑坡启动时部分滑带土达到了峰值强度，部分可能已过了峰值，对于不同发育阶段的边坡和滑坡土，可能等于边坡土的峰值强度、残余强度、完全软化强度或长期抗剪强度，也可能是介于以上各种强度之间的某一数值，可认为是边坡整体失稳启动时滑带土的平均抗剪强度，对应于黄土塑限含水量时的抗剪强度.2 强度参数的获取2.1 峰值强度峰值强度一般通过室内试验四联直剪仪获得，试验时不少于取4个试样，逐级递增施加不同的垂直压力，慢剪试验是土样在某一级垂直压力作用下，待排水固结变形稳定后，再缓慢施加水平剪应力剪切，快剪则没有固结排水的过程直接施加水平剪切力，剪应力峰值对应的强度为土体峰值强度.大量试验分析［1－9］表明，峰值强度特征值受多因素影响，不同试验条件测得的峰值强度是不同的.分析原因，峰值强度反映的是测试样品在某一含水状态下的一种”状态强度”，排除试验方法的影响，试验样品由于采样部位不同导致的含水率不同、土体结构不同是这种离散性大的主要原因.2.2 残余强度残余强度一般通过反复直剪强度试验获得［10－13］，试验仪器采用应变控制式直剪仪，黄土常以0.02～0.06mm／min的剪切速度进行剪切，第一次在低垂直压力下剪出试样的滑动面，然后再重复剪切5～6次，每次剪切位移量为8～10mm，总位移量一般在40～50mm之间.绘制出不同垂直压力下剪切位移—剪应力曲线（图3），以最后剪应力的稳定值为残余强度τr.残余强度反映的是土体的“属性强度”，与土体物质成份、颗粒含量相关，试验中变化率不大，在判定老滑坡稳定性计算中可直接选用此值作为抗剪强度.2.3 启动强度图3 剪应力－位移曲线图4 含水率－强度曲线文献［14］通过对黄土、古土壤进行大量的剪切试验，绘制出含水率－强度曲线（图4），建立了强度与含水率之间的联系，曲线由平缓段BC和陡降段CD组成，C点对应的含水率表示强度发生突变的起点即为启动含水率ωC，对应的强度为启动强度τC，并通过试验比较发现该含水率接近塑限含水率.室内直剪试验测得的峰值强度，虽不能表征边坡启滑时的强度状态，但峰值强度体现了在边坡启滑这一特定含水条件下的“状态强度”，在工程实践中可利用变含水率直剪试验来得到土体的启动强度参数.3 对比分析通过野外调查以及室内试验结果分析，我们发现对于山西黄土边坡，无论发生坡体还是坡面破坏均与土体强度参数以及地层组合形式有关，而不同工程地质分区因气候差异、地理地貌差异、黄土的地质特征、地质构造的不同也造成了物理力学参数的不同，粘聚力c值更是呈现了北低南高的规律，对应到分区也就是Ia、Ib、Ic逐渐增大，这也表明边坡稳定性与工程地质分区也存在着间接联系.本文以实际工程为例，选取位于不同分区不同地层组合形式的边坡体，采用峰值强度、启动强度与残余强度对其稳定性进行对比分析.3.1 计算参数对比分析中，岩土体力学参数（表1）均来自野外实地取样经室内试验获得，具体试验方法如2.1～2.3所述.表1 岩土体力学参数地层组合形式分区岩土体类型容重（kN／m3）粘聚力（kPa）内摩擦角（°）动弹模（kPa）泊松比强度类型新黄土单一形式（Ⅰ）IaQ3黄土16.324.124.2890000.29 Q2黄土17.231.523.9900000.32新老黄土组合形式（Ⅱ）Ib Q3黄土16.226.223.6890000.30 Q2黄土18.033.721.5900000.39老黄土单一形式（Ⅲ）Ic Q3黄土16.731.922.3850000.35 Q2黄土18.144.123.8860000.40峰值强度新黄土单一形式（Ⅰ）Ia Q3黄土16.319.323.0890000.29 Q2黄土17.225.222.7900000.32新老黄土组合形式（Ⅱ）Ib Q3黄土16.221.022.4890000.30 Q2黄土18.027.020.4900000.39老黄土单一形式（Ⅲ）Ic Q3黄土16.725.521.2850000.35 Q2黄土18.135.322.6860000.40启动强度新黄土单一形式（Ⅰ）Ia Q3黄土16.316.921.8890000.29 Q2黄土17.222.121.5900000.32新老黄土组合形式（Ⅱ）Ib Q3黄土16.218.321.2890000.30 Q2黄土18.023.619.4900000.39老黄土单一形式（Ⅲ）Ic Q3黄土16.722.320.1850000.35 Q2黄土18.130.921.4860000.40残余强度3.2 计算结果由于边坡高度大、范围广，整个坡体在沿轴线方向的变形很小，可以忽略不计，因此，力学分析采用平面应变假设模型.边界条件为两侧限制水平移动，底部限制垂直位移.计算采用边坡稳定性分析软件GEO－SLOPE试用版生成.稳定性系数结果选用Bishop、M－P、Janbu法算出的最小值.3.2.1 新黄土单一形式（Ⅰ）计算简图如图5所示，计算结果列于表2.图5 新黄土单一形式边坡计算模型由表2分析，采用不同强度计算边坡稳定性系数，结果明显不同.抗剪强度取峰值强度时最大为1.308，处于稳定状态；取启动强度计算时有所降低为1.111；取残余强度计算时最小于为0.999，已处于极限平衡状态.表明相同地层组合，相同坡型，受计算参数影响程度明显，在实际设计工作中针对不同分区、不同地质环境背景，有必要合理选取相应的强度参数.表2 新黄土单一形式边坡稳定性计算结果表地层组合形式稳定性系数峰值强度启动强度残余强度新黄土单一形式（Ⅰ）1.3081.1110.9993.2.2 新老黄土组合形式（Ⅱ）计算简图如图6所示，计算结果列于表3.由表3计算结果可知，抗剪强度取峰值强度时边坡稳定性系数为1.253，处于稳定状态；取启动强度计算时有所降低为1.053，已处于极限平衡状态；取残余强度计算时最小于为0.941，已处于失稳状态.图6 新老黄土组合形式边坡计算模型结合数值分析结果认为，按照常规峰值强度指标计算，此边坡稳定不易破坏；而按启动强度取值计算，此边坡处于极限平衡，破坏先出现在接触面坡面部位，与实际调查情况接近；若按残余强度取值计算，此边坡则处于整体失稳状态，评价过于保守.表3 新老黄土组合形式边坡稳定性计算结果表地层组合形式稳定性系数峰值强度启动强度残余强度新黄土单一形式（Ⅱ）1.2531.0530.9413.2.3 老黄土单一形式（Ⅲ）边坡图7 老黄土单一形式（Ⅲ）边坡计算模型计算简图如图7所示，计算结果列于表4.表4 老黄土单一形式边坡稳定性计算结果地层组合形式稳定性系数峰值强度启动强度残余强度老黄土单一形式（Ⅲ）1.3621.1291.053由表4可知，抗剪强度取峰值强度时边坡稳定性系数为1.362，处于稳定状态；取启动强度计算时有所降低为1.129，仍处于稳定状态；取残余强度计算时为1.053，处于极限平衡状态.说明老黄土单一组合形式边坡利于稳定.3.3 计算结果分析综合数值分析结果发现，采用不同强度参数对于边坡稳定性的影响是显而易见的.对于某一个边坡，有可能采用峰值强度计算边坡处于稳定状态的，使用启动强度或残余强度计算出的稳定性降幅明显，甚至会出现不稳定的状况.因此在实际设计工作中，必须考虑结合不同工程地质分区，不同地层组合形式，选择合适的强度参数评价边坡稳定性，以求科学评价、合理设计、客观投资.4 结论及建议山西许多高速公路不同程度穿越黄土地区，而不同工程地质分区、不同地层组合形式的公路边坡，其稳定性分析参数的选取会有很大程度的区别，对应的评价结果也会截然不同.也就是说实际公路边坡稳定性评价必须考虑峰值强度、启动强度和残余强度的合理选择问题.本文研究认为，在山西黄土丘陵沟壑区即工程地质分区中的Ⅰ区，其中部——Ⅰb 区构造发育，地震活动使得土体强度相对下降，老滑坡较多，特别是基岩出露地区，公路通过此区域时，边坡设计的强度参数应选用残余强度，有很高的安全保证；北部——Ⅰa区降雨少，构造活动不频繁，边坡以坡面破坏为主，应优先考虑采用峰值强度进行边坡设计；南部——Ⅰc区降雨多，此时在进行边坡设计时应优先选用启动强度，虽显保守，造价高，但其最大程度的避免了地质灾害的发生，实际上也节省了大量治理费用，其长期效益不言而喻.参考文献:【相关文献】［1］王永炎，林在贯.中国黄土的结构特征及物理力学性质［M］，北京:科学出版社，1990. ［2］全国农业区划委员会《中国自然区划概要》编写组，中国自然区划概要［M］，北京:科学出版社，1984.［3］中华人民共和国交通部，公路自然区划标准（JTJ003－86）［S］，北京:人民交通出版社，1997.［4］交通部第二公路勘察设计院，公路设计手册［S］，路基，北京:人民交通出版社，1997. 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公路黄土路堑高边坡植物防护研究
公路黄土路堑高边坡植物防护研究
梁伟;高德彬;倪万魁
【期刊名称】《灾害学》
【年(卷),期】2007(22)3
【摘要】首先根据大量现场调查资料,归纳出了黄土路堑高边坡的8类地质结构模型和坡面破坏类型;再根据公路工程地质分区,并结合边坡地质结构模型,提出了黄土地区公路路堑高边坡植物防护的基本原则;最后,在保证边坡整体稳定的合理坡型的基础上,提出了公路黄土路堑高边坡植物防护技术方案.
【总页数】4页(P45-48)
【作者】梁伟;高德彬;倪万魁
【作者单位】长安大学,地质工程与测绘工程学院,陕西,西安,710054;长安大学,地质工程与测绘工程学院,陕西,西安,710054;长安大学,地质工程与测绘工程学院,陕西,西安,710054
【正文语种】中文
【中图分类】P642.22
【相关文献】
1.黄延公路黄土路堑高边坡结构特征及其设计方法研究 [J], 焦力;李坤阳
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4.基于合阳至铜川高速公路的黄土路堑高边坡设计 [J], 郭黎黎
5.陕西省公路黄土路堑高边坡植被防护研究 [J], 高德彬;陈增建;倪万魁;赵之胜
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黄土地区公路路堑边坡变形预防
黄土地区公路路堑边坡变形预防
蔡龙华
【期刊名称】《交通建设与管理》
【年(卷),期】2007(000)010
【摘要】根据对黄土地区公路路堑使用状况的调查,分析了路堑边坡主要病害及其变形影响因素,从设计角度提出了路堑边坡变形预防措施。
分析表明,黄土路堑边坡在内因和外因的综合作用下会产生坡面破坏和坡体破坏,黄土路堑边坡设计中除重视边坡型式的选择、坡度的确定和边坡防护与加固等外,应加强黄土路堑边坡稳定性的预测判断和边坡变形的预防。
【总页数】4页(P31-34)
【作者】蔡龙华
【作者单位】甘肃省交通厅引进外资项目管理办公室
【正文语种】中文
【中图分类】U418.52
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1.黄土地区公路路堑边坡植被防护技术研究 [J], 张利军;高德彬;赵航;黄齐
2.黄土地区公路路堑边坡植物恢复新技术应用研究 [J], 赵丽芳
3.湿陷性黄土地区公路边坡变形及滑坡的防治 [J], 王青
4.黄土地区高速公路改扩建路堑边坡稳定性分析 [J], 马年祖
5.高速公路黄土路堑边坡变形演化规律研究 [J], 侯志峰;孙志杰
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延黄高速公路湿陷性黄土路段路堑边坡防护分析
延黄高速公路湿陷性黄土路段路堑边坡防护分析延黄高速公路位于中国陕西省，是连接延安市和黄陵县的一条重要公路。
然而，该公路的部分路段存在严重的湿陷性黄土路段，这给路堑边坡的防护带来了很大困难和挑战。
本文旨在通过对延黄高速公路湿陷性黄土路段路堑边坡防护的分析，提出有效的防护措施。
一、路堑边坡的特点延黄高速公路湿陷性黄土路段路堑边坡的特点是坡度大、土质软、稳定性差，在雨季或者河水涨潮的情况下极易产生坍塌和滑坡等地质灾害。
此外，路堑边坡还受到路面淋溶和雨水浸泡的影响，容易形成陡坡，导致土体内部的应力和变形加大，从而进一步加剧坍塌和滑坡的风险。
二、防护措施1. 路堑边坡加固对于路堑边坡的加固，可以采用多种方法，如加大坡度，填方加宽、加高，增加下部排水排泥设施等。
其中，加大坡度是比较常见的一种方法，可以有效地减少土体的内部应力，从而降低坍塌和滑坡的风险。
填方加宽、加高也可以有效地提高路堑边坡的稳定性，但需要根据路堑边坡的具体情况进行设计和施工。
路堑边坡排水是防止湿陷性黄土路段地质灾害的关键措施之一。
应根据路堑边坡的具体情况，采取不同的排水措施。
例如，在长时间降雨后，路堑边坡内部的地下水位会升高，超过土体的承载能力，从而引发坍塌和滑坡等地质灾害。
因此，针对路堑边坡的排水，可以采用排水沟或排水管等不同类型的排水设施，及时排除雨水和地下水，降低路堑边坡的稳定性风险。
路堑边坡绿化是一种有效的防护措施，可以有效地稳定土体，减少地质灾害的发生。
绿化可以增加土体的抗冲击能力和抗剪切强度，同时还可以吸收雨水、降低土壤中水分含量，减轻湿陷性黄土路段的危害。
根据路堑边坡的情况和当地的气候条件，可以选择适合的土壤和植物进行绿化，如绿茵草、灌木等。
4. 路面维护路面的维护同样对路堑边坡的防护起到至关重要的作用。
在雨季或者河水涨潮的情况下，路面易出现淋溶、冲刷和污泥堵塞等问题，加剧路堑边坡的滑坡和坍塌风险。
因此，应在路面设置排水设施，加强沟渠的疏通和维护，减少路面淋面、冲刷等现象。
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文章编号:0451-0712(2007)07-0094-04 中图分类号:U416.1:P642.13 文献标识码:A 公路黄土路堑高边坡坡型选择研究高德彬1,倪万魁1,赵之胜2(1.长安大学地质工程与测绘工程学院 西安市 710054; 2.陕西省交通厅 西安市 710068)摘 要:基于大量调查资料,归纳出了黄土路堑高边坡的8类地质结构模型。
以“宽台陡坡”的设计思路,通过对不同坡型下黄土路堑高边坡的稳定性及应力应变分析,提出了按工程地质区推荐的公路黄土路堑高边坡坡型设计方案。
该方案已在陕西省已建和在建高速公路黄土路堑高边坡设计中得到应用,取得了良好效果。
同时,对黄土地区的其他省区公路建设具有参考价值。
关键词:公路;黄土;高边坡;坡型;地质结构模型 黄土地区快速发展的公路建设,形成大量高陡的公路黄土路堑高边坡。
根据现场调查,西部各省区公路黄土路堑高边坡数量共有250余处(截止2004年底)[1],其中有近1/3的边坡高度大于50m。
在甘肃省口～柳树沟高速公路,有高度达108m的黄土路堑高边坡。
多年来,公路、铁路、水利等部门对高度30m以下的黄土中低边坡都做过较为系统的研究,并在各自规范中提出了明确的设计标准,成功地指导了边坡工程实践。
而对于30m以上的黄土高边坡的设计、防护等研究成果还较少,以致因设计不当而导致边坡的变形破坏时有发生。
调查中发现,个别边坡施工完不久坡体即发生滑塌,甚至滑坡。
分析其原因,主要是因坡型设计不合理而造成边坡整体发生破坏。
目前,黄土路堑高边坡坡型设计为台阶型,但由于没有很好地控制单级坡高、坡比和坡形三者之间的关系,造成边坡变形破坏时有发生。
同时,坡面防护措施,无论是工程防护或是生态防护,都是建立在坡体整体稳定的基础上,即坡体要有一个合理的坡型以保证其整体稳定性。
基于此,本文根据现场调查资料,结合前人研究成果,归纳出了黄土路堑高边坡的8类地质结构模型,并以“宽台陡坡”的设计思路,提出了按工程地质区推荐的公路黄土路堑高边坡坡型设计方案。
该方案已在陕西省已建和在建高速公路中得到应用,取得了良好效果。
同时,对其他省区公路黄土路堑高边坡设计具有参考和借鉴价值。
1 公路黄土路堑高边坡地质结构模型依据地形地貌条件、黄土成因时代及地层结构、黄土的土性特征、水文地质条件、不良地质现象等,将黄土地区路堑高边坡划分为8类,其中Ⅰ～Ⅵ类占绝对多数。
黄土路堑高边坡主要地质结构模型及其特征,如表1所示。
由表1可以看出:在东南区,黄土边坡以Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类地质结构为主,Ⅴ类地质结构也有少量分布;在中部区,黄土边坡Ⅱ、Ⅲ类地质结构占绝大多数,其他类型很少;在西部区,黄土边坡以Ⅰ、Ⅱ、Ⅴ类地质结构为主,Ⅳ类地质结构也有零星分布;在北部区,黄土边坡Ⅱ、Ⅲ、Ⅶ、Ⅷ类地质结构较多,Ⅵ类地质结构也有少量分布。
2 公路黄土路堑高边坡坡型选择2.1 坡型选择原则黄土路堑高边坡坡型选择的原则,主要是针对边坡单级坡高、坡比和坡形的关系进行优化。
(1)坡形。
确定黄土高边坡的坡形,最好的标准是参考自然稳定边坡的坡形,这样可以有效地确定稳定边坡的形式。
现有公路黄土高边坡设计,目前均采用阶梯形。
(2)坡比,一般可分为单坡坡比和综合坡比。
综合坡比与单坡坡比之间的关系,主要是由平台宽度来调整,一旦稳定总坡比确定后,单坡坡比(包括单坡高度)与平台宽度、数量,就有许多不同的组合模式。
基金项目:交通部西部重点交通建设科技项目(200131800020)收稿日期:2007-03-26 公路 2007年7月 第7期 HI GHWA Y Jul.2007 N o.7 表1 公路黄土路堑高边坡地质结构模型地质结构模型分布地层结构水文地质条件不良物理地质现象新黄土单一结构型(Ⅰ)陕北、陇东黄土塬边及梁峁、丘陵沟壑区新黄土(Q3)顺坡堆积,厚度一般小于15m,结构均一地下水埋藏深边坡顶部有陷穴或落水洞分布,局部存在小崩塌新老黄土组合型(Ⅱ)陕北、关中、陇东、陇西及晋西北等地区常见新黄土漫覆于Q2老黄土之上,厚度3～10m。
其下为老黄土,含多层古土壤地下水埋藏深,局部见层间湿润带边坡顶部有陷穴或落水洞,老黄土坡面剥落较严重老黄土单一结构型(Ⅲ)陕北、关中、晋西北、宁南及陇东地区常见黄土与古土壤多层结构,含古土壤3～9层,钙质结核较多,偶有钙板层地下水埋藏深,局部见层间湿润带坡面剥落较严重,尤其是古土壤剥落严重老黄土与古黄土组合型(Ⅳ)陕北、关中、陇东、陇西和晋西北地区黄土塬边及沟谷两侧主体由Q2老黄土组成,Q1古黄土仅在坡脚出露。
其土质坚硬,含多层密集钙质结核,偶有河流相砂砾层地下水埋藏深,局部见层间湿润带整体稳定性较好,古土壤剥落严重老黄土与红粘土组合型(Ⅴ)陕北、关中、陇东、晋西北和陇西地区黄土塬边及沟谷两侧主体由Q2老黄土组成,三趾马红土(N2)仅在坡脚出露。
厚度变化大,富含钙核。
黄土与红粘土为不整合接触地下水埋藏深,偶见三趾马红土顶面有泉水出露若三趾马红土顶面有泉水出露,则边坡稳定性差,可产生滑坡黄土与基岩组合型(Ⅵ)陕北、陇西、晋西北和河西走廊地区黄土塬边及沟谷多见主体由新、老黄土组成,砂、页岩层多位于坡脚,产状近水平。
黄土与基岩为不整合接触地下水埋藏深,偶见砂、页岩顶面有地下水溢出若黄土与基岩接触面有地下水溢出,则边坡稳定性差,可产生较大规模滑坡新黄土与阶地冲积层组合型(Ⅶ)关中、宁南、晋西北及陇西地区的河谷两侧高阶地上部为新黄土(Q3),其下为Q2冲积粉土和砂砾石层偶见冲积砂砾石层中有地下水溢出新黄土具湿陷性,边坡顶部往往有陷穴或落水洞,坡面剥落较严重老黄土与红粘土及基岩组合型(Ⅷ)陕北、陇东、陇西、晋西北和河西走廊地区黄土塬边及沟谷两侧主体由Q2老黄土与三趾马红土(N2)组成,基岩仅在坡脚出露。
厚度变化大。
各层为不整合接触地下水埋藏深,偶见砂、页岩顶面有地下水溢出若基岩顶面有地下水出露,则边坡稳定性差,可产生较大规模滑坡但组合的原则必须满足以下条件: 减轻坡脚压力,提高坡体的整体稳定性,特别是在高烈度地震地区; 应注意与坡体支挡防护、截排水工程的协调一致。
(3)坡高,指单级坡高。
调查分析表明,单级坡高与单坡坡比、黄土工程特性、年降水量这三者之间有较为密切的函数关系。
例如:坡度缓、坡高较高、年降水量大时,坡面冲刷就比较强烈;如果坡度陡、坡高较高、黄土的地层岩性较差,则边坡的稳定性差。
2.2 不同坡型边坡稳定性及应力应变分析2.2.1 不同坡型的边坡稳定性为了研究不同坡型组合情况下边坡的稳定性,选取两个典型黄土路堑高边坡,在总坡比一定时,以“宽台陡坡”的设计方案重新对原坡型进行设计并进行稳定性计算。
计算方法选用基于极限平衡理论的Bisho p条分法、考虑黄土裂隙的裂隙圆弧法和考虑边坡土性参数变异性的可靠性分析法,计算结果见表2[2]。
由表2可以看出,原始设计坡型计算结果处于极限平衡状态,有的甚至处于破坏状态,与现场调查的情况基本一致。
而重新设计的宽台陡坡型坡型,其计算结果基本上满足高等级公路对边坡稳定性的要求。
笔者大量试算结果发现,在总坡比一定时,宽台陡坡型更适合黄土路堑高边坡对稳定性的要求,且平台对边坡稳定系数的影响,随着平台宽度的增大而增大,而且其位置设在坡高的中部最有利于边坡的整体稳定性,这与文献[3]研究结果一致。
2.2.2 不同坡型边坡的应力应变分析为了揭示边坡在不同坡型下应力及变形特征,尤其是宽台陡坡型中的宽平台对边坡应力分布和变形上的影响,笔者选取坡高为60.0m的路堑边坡进行有限元分析。
单级坡高采用8.0m,平台宽度采用单一小平台型及小平台与大平台组合型。
单级坡比采用单一1∶0.5坡比,或1∶0.5和1∶0.75组合形成下陡上缓型。
其剪应力云图如图1和图2[4]所示。
由图1和图2可以看出,坡体中部设置宽平台对改变剪应力重分布有着较大影响,它将坡体分为两个相对独立的坡段(上、下段),上下段的应力分布特—95— 2007年 第7期 高德彬等:公路黄土路堑高边坡坡型选择研究表2 不同坡型组合下高边坡的稳定性计算结果坡高/m坡型圆弧条分法裂隙圆弧法可靠性法FP f /%36原始坡高36m,单级坡比为1∶0.5,单级坡高分别为8、8、6、6、6m ,台阶宽度分别为1.5、1.5、1.5、1.2m0.9790.9590.97954.0修改修改后单级坡比不变,坡高8m,台阶宽度为4m,中间为一8m 大平台1.2901.2791.28810.956原始坡高56m ,下面3级坡比分别为1∶0.5,其上分别为1∶1。
单级坡高为8m ,台阶宽度分别为2、2、3、3、3、2m1.0030.994 1.00249.5修改单级坡比为1∶0.5,坡高为8m 。
台阶宽度为4m ,中间为一大平台,宽15m1.234 1.228 1.2339.7图1 单一平台坡型剪应力云图图2 宽平台坡型剪应力云图征相似,二者既相对独立又有一定的联系。
如图1所示,边坡剪应力分布在坡面集中,形成比较圆滑的弧形剪应力轨迹。
而在边坡中部或中下部设置一宽平台时,其剪应力在大平台附近形成向坡里移动的曲线,使其剪应力发生偏转,难以形成圆弧状的剪应力轨迹,意味着坡体整体稳定性较大,发生破坏的可能性减小。
由此可以看出,宽平台能降低坡脚处剪应力集中,并能合理改变边坡的偏应力及偏应变的分布,有利于边坡的稳定。
对于多级开挖黄土高边坡,宽平台是保持黄土高边坡稳定的关键,其坡型施工方便,易排水,且对边坡坡面防护措施等也是有利的。
3 公路黄土路堑高边坡坡型选择方案根据黄土路堑高边坡坡型选择原则,综合考虑公路工程地质分区和黄土路堑高边坡的地质结构模型,并通过对大量黄土路堑高边坡不同坡型组合下边坡稳定性和应力应变分析计算,以宽台陡坡的设计思路,提出了公路黄土路堑高边坡坡型设计方案,如表3所示。
该方案给出了按不同分区,根据不同的地质结构模型,黄土路堑高边坡在不同高度下的综合坡比、坡型(包括单级坡高、平台宽度和单级坡比)的选择范围。
该方案已在陕西省已建和在建高速公路黄土路堑高边坡设计中得到应用,取得了良好效果。
4 结语(1)根据现场调查资料,并结合前人研究成果,归纳出了8类公路黄土路堑高边坡地质结构模型,为进一步深入研究公路黄土路堑高边坡设计、防护等奠定了基础。
(2)遵循黄土路堑高边坡坡型选择原则,在总坡比一定时,以宽台陡坡的设计思路,综合考虑公路工程地质分区和黄土路堑高边坡的地质结构模型,提出了黄土地区公路路堑高边坡坡型设计推荐方案。
该方案已在陕西省已建和在建高速公路黄土路堑高边坡设计中得到应用,取得了良好效果。
同时,对黄土地区的其他省区公路建设具有参考和借鉴价值。
(3)实践表明,黄土路堑高边坡的坡型宜采用台阶型。
当坡高大于40m 时,在边坡中部设一宽平台(10m 左右)较理想,且对边坡的施工、排水和坡面防护等是有利的。