膨胀土边坡问题研究现状

在 土 的应 力 应 变 关 系 方 面 可 以
,
一
,
采 用 线 弹 性 非 线性 弹性 弹 塑 性 和 粘 弹性 等 分 种 模 型
、
、
。
可 以 用 不 同 的模 型 参 数 去 描 述不 同 的
。
材 料 例 如 方 便地 组 合掺 砂 土 石 灰 土 水 泥 土 土 工 织 物 和 抗 滑 桩 单 元 以 便 研 究 不 同 加 固 措
。
,
剪 切 区 以 外 的 滑弧 采 用 峰值 强 度 气候 作 用 层理 论
,
。
另 外 在 地 表 拉 裂 区 范 围 内的强 度 取 为零
,
潘 君 牧 认 为 边 坡 土 体 在气 候 引 起 的 风 化 作 用 下 作 用 层 的 强 度 会 随 时 间衰 减 从 而 引
,
起 边 坡 的破 坏
,
。
,
件 更 不 能 摸 拟 各 种 工 程 加 固 措 施 的 影 响 故计 算 结 果 与 实 际 有 一 定 的 差 异
,
。
针 对 这 些 缺 点 不 少 研 究 者 对 之提 出 改 进 意 见 例 如 在 圆 弧 分 析 法 中 分 析 塑 性 区 的 发 展
‘
、
,
在 圆 弧 的 不 同 部 位 采 用 不 同 的 和 甲值 考 虑 裂 隙 和 软 弱 夹 层 风 化 层 的 影 响 用 折 线 面 代 替 圆
,
,
。
骨 架 护坡 片石 护 坡 多 见 于 水 利 工 程 以 及 用 于 边 坡 土 体 产 生 局 部塌 滑 后 的 整 治 加 固
,
。
全 封 闭 护 坡 由 于 膨 胀 土 边 坡 具 有 膨 胀 与 收 缩 特性 全 封 闭 护 坡 仅 能 防 止 表 水 渗 入 却
,
第
期
,
孔 官瑞 膨 胀 土 边 坡 问 题 研 究 现 状
。
他 根 据边 坡 土 体 风 化 程 度 随 深 度 的 变 化分 为三 层 强 风 化 层 土 体 破 碎 能 充
,
,
第
期
,
孔 官 瑞 膨 胀 土 边 坡 间题研 究 现 状
, ,
分 蒸 发 并 迅速 吸 水 干缩 湿胀 尤 为 明 显 建议 采 用 残 余强 度 过 渡 层 采 用 峰 值强 度 与 残 余 强 度
,
有 效应 力 参数
,
但 由 于 其 中 的吸 力
。
。
一
、 数 值难以测 定 而 且
,
参数 值 也 不 易 选 定 所 以 一 直未 能 广 泛 地 在 工 程 中 应 用
理论
等人
,
’二 〔
提 出 以两 个 独 立 的应 力分量
,
。
一
“。
和佃 一
。
。
来表 达 非 饱 和
土 的强 度 抗 剪 强 度 的 表 达式 为
之 平均 值 未 风 化 层 采 用 峰 值强 度
,
。
胀 缩效 应 理 论
廖世 文 等
〔 幻
认 为 膨 胀 土 边 坡 的 变 形 演化 实 际 上 是 土 体 在 风 化 营 力 作 用 下 经 往 复 干 缩 湿
, ,
,
胀 效 应 其 抗 剪 强 度 逐 渐 衰 减的 过 程 并 建 议 采 用 模 拟 边 坡 土 体 干 缩 湿 胀 效 应 的 方 法 测试 膨
,
, , ,
,
上 同 时发 挥
。
即 由 于 裂 隙 的 存 在 和 开 挖边 坡 所 产 生 的应 力 释 放 造 成 膨胀 土强 度 的不 均 匀 性
,
。
和 应 力差 异 当 土 中 某 一 点 的 剪 应 力 增 加 到 等 于 其 抗 剪 强 度 时 便 产 生 剪 切 破 坏 这 种 剪 切
膨 胀 土 的 工 程 特 性 对 胀 缩 性 考虑 长 期 浸 水 或干 湿 效 应 对 超 固 结 为 渐进 性 破 坏
。
。
对 裂 隙性 为 裂 隙状 态
非 饱和 土 强 度理 论
工 程 中遇 到 的膨 胀 土 大 多 数 处 于 非 饱 和 状 态 因 而 可 采 用 非 饱 和 土 强 度 理 论 来研 究 膨胀
,
,
,
分 析 方法 的 合 理 性
,
。
有限 元 分 析 法
当 前 由 于 有 限 元 法 的 物 理 概 念清 晰 对 结构 或 系 统 的适 应 性 强 不 同 材 料 复 杂 外 形 环
,
、 、
境 变 化等
,
,
程 序 的 通 用 性 好等 优 点 而 得 到 最 广 泛 的 应 用
、
、
。 ‘二 〔
该 法 的 基础 是
断 改 进 的瑞 典 圆 弧 法 或 条 分 法
已 被普 遍 采 用
。 。
首先 提 出 后 经
,
一
,
,
等 人不
,
这 种 方 法 经 过 几 十年 的 改 进 和 应 用 加 上 比 较 简 单 实 用 所 以
, ,
这 种 方 法 由于 未 考 虑 土 体 内部 的应 力 应 变 关 系 而 且 每 一 点 的计 算 应 力 状 态
,
破 坏 逐 渐 传 播 开 来 最 后 引起 坡 体 的 整 体 滑 动 滞后 破 坏理 论
膨 胀土 边 坡 破 坏往 往 是在 开 挖 后 几个 月 或 若 干 年 甚 至 几 十 年 才 发 生 行 了 长 期 的 探 索工 作
量反算 证 明 了
, ,
。
,
。
对 此许 多 学者 进
和
‘
。
认 为膨 胀 土 边 坡 由 于 应 力 集 中 和 吸 水 等
法
。
,
,
,
,
、
按 照 边 坡何 题 的 性 质 之 不 同 大致 可分 三 个 方 面 进 行 归纳 堑 坡工 程 常 采 用 的 防 护 加 固措 施 有
表水 防 护
,
,
。
坡 面防 护
,
支 挡 防 护 工 程 中大 多 是 三 者结 合
,
。
使用
。
表 水 防 护 设 置 各 种 排 水 沟 建 立 地 表 排 水 网 系 截 排 坡 面 水 流 使表 水 不 致 渗 入 土 体 和 冲蚀 坡 面
,
并 不 代 表 其 应 力 的 真 实 状 态 所 以 无 法 用 它 来 扩 析 破 坏 的 发 生 发 展 过 程 更 无 法 考虑 局 部 变 形
土
基
础
,
对 稳定 性 的影 响
,
。
此 外 这 种 方 法 建 立 在 一 些 简 化假 定 的 基 础 上 很 难 适 应 千 变 万 化 的 地 质 条
,
。
土 问题
目前 较 有 代 表 性 的有 下 列 两 种
,
理论
,
在 他 的 非饱 和 土 有 效 应 力 表 达 式 的 基 础 上 将抗 剪 强 度 表 达为
,
,
一
,
。 一 〔
。
。
一
,
, 〕
尹
式中
、
尹一
一
饱 和 土 抗 剪强 度 的有 凌应 力 指 标
。
—的理 论 已 为 许 多 学 者 所 接 受
勺
。
。
一
‘
,
。 ‘
,
’
甲’
。
一
。
,
护
,
并 建 议 以 三 维 空 间坐 标 来 表 达 破 坏 面
。
、
沪
为 饱 和 土抗 剪 强 度 的 有效 应 力 指 标 砂 为
。
,
一
一
。
平 面 内强 度 包 线 的坡 角 即 吸 力 内摩 擦 角
。
,
等 人 的 成 果 已 得 到 国际 公 认 和 局 部 采 用 但 由于 目前 的 吸 力测 试 技 术 仍较 繁 难
。
坡 面 防 护 加 固 由 于 膨 胀 土 易 风 化 易 胀 缩 变 形 而 引 起 的 边 坡 变形 危 害 比 其 他 任 何 土
质边 坡 都 表 现 得 更 加 普 遍 而 严 重
目前 常 用 的 主 要 措 施 植 被防 护
。
、
,
因 此 对 膨 胀 土 坡 面 的 防 护 加 固 显 得特 别 重 要
,
。
基 础 上 提 出 了 不 同 的理 论 和 选 取 强 度 的 办 法 加深 了 对 膨 胀 土 特 性 及 其 土 坡 破 坏 规 律 的认
识
。
现 有 的 强 度 理 论 归 纳如下
渐 进 性 破坏 理 论
口
认 为 超 固 结 膨胀 土 的 边 坡破 坏 是 渐 进 的 其 抗 剪强 度 并 非 在 整 个滑 动 面
第
卷 第 期 月 年
土
工
基
础
膨 胀土 边 坡 问 题 研 究现 状
孔官瑞
深 兮 市基 础 工 程 公 司
摘
要
膨 胀 土 边 坡 间 题 是 膨 胀 土 研 究及 其工 程 实 践 中普 遍 感 到 棘 手 的难 点 之 一 本 文 在 广 泛
, ,
、 、
。
阅读文 献 和 实 地 考 查 的 基 础 上 对 膨胀 土 边 坡 问 题 的研 究 现 状 从 强度 理论 稳 定性 分 析 方 法 工 程 措 施 三 个 方 面 进 行 了 述评 尤 其对 几 十年 工 程 实践 中 不 断 摸 索 总 结 和 发 展 的 各 种 行 之 有 效 的 工 程 措 施 进行 了 较 为 详 细 的 归 纳 和 分析
,
。
原 因 会造 成 土 质 软 化 因 而 使 粘 聚 力
‘
,
随 时 间 而 减 小 引起 滞 后 破 坏 他 们 对 伦敦 粘土 的 大
和
,
确 实 随 时 间而 降 低
。‘
认 为 滞 后 破 坏 的 根 本原
因 除 了 由 于 存 在 裂 隙使
值 随时 间 降低 外 更 主 要 的 是 由于 孔 隙水 压 力达 到 平 衡 的 速 度 非
,
不 能 排 出 坡 内 土 中 水 流 特 别 是 在 水 利 工 程 中 坡 外 水 位 骤 降 时 坡 内高地 下 水 位 可 使 土 坡 承 受
弧 滑 面 还有 的 文 献 计 及 加 筋 措 施 的 影 响 将 加 筋 力 矩 代 入 平衡 方 程 等 等
,
。
,
统 计 比较 判 别 法
该 法 建 立 在 野 外 调 查 和 数 理 统 计 的 基 础 上 采 用 地 质 学 中的 比 较 判 别 方 法 对 已 有的 大 量
,
,
边 坡 包 括 破 坏 的 和 稳 定 的 自然边 坡 和 人 工 边 坡 进 行 调查 对 比各 种 条 件 包 括 地 质 条 件 运
常 缓 慢 所致
。
极 限 平 衡 弹性 理 论
一
朱 梅 生 认 为 膨 胀 土 边 坡 的首 次 滑 动是 因为 坡 脚 附 近 首先 产 生 剪 切 区 塑 性 区
于 应 变软 化 而 强 度 降 低 从 而 导 致 坡 体 破坏
,
。
,
,
该区 由
,
据 此 他 建 议 穿 过 剪 切 区 的滑 弧 采 用 残 余 强 度
。
工程措施
〔〕 膨胀 土 素有 逢 堑 必 滑 无 堤 不 塌 之 说 故研 究其 工 程 措 施 或 对 策 至 关 重 要
,
“
”
,
,
。
膨胀 土 边坡 问 题 中的 工 程 措 施 多 是 结 合实 际 工 程 的 特 点 依 据 膨 胀 土 室 内 常 规 试 验 等资 料 比照 一 般 粘 土 进行 处 理 并 在 工 程 实践 中 不 断 摸 索 总 结 和 发 展 的 各 种 行 之 有 效 的 经 验 做
。
,
、
关键 词
膨 胀土 边 坡
,
强 度理 论
稳定 性 分析 方 法
,
工 程 措施
强 度理 论
通 常 膨 胀 土 的 峰 值 抗剪 强 度 是 相 当 高 的 但 从 失 稳 的 膨 胀 土 坡 反 算 出 的 抗 剪 强 度 却 往
, ,
往 远 远 低 于 其 峰值
。
这 一 现 象 较 早 就 引起 了 土 力 学专 家 们 的 注 意 不 同 的学 者 在各 自研 究 的
复 杂 所 以 也 未 能 在 工程 实 践 中大 量 应 用
,
,
稳 定性 分 析 方 法
目前 在 膨 胀 土 边 坡 稳 定 性分 析 评 价 中 国 内 外 通 常 采 用 的 方 法 有 静 力 平 衡 分析 法 统 计
, ,
,
、
比 较 判 别法 和 有 限 单 元法 三 种
。
静 力平 衡 分 析法
、
施 的 作用
程和 范围
。
膨胀 土 的 性 质 尤 其 是 高水 平 应 力 都 可 以 较 好 地 予 以 考 虑
,
,
、
,
通过 计 算 可 以 得 到 关
,
于 土 体 各 点 的变 形 和 应 力 应 变 方 面 的信 息 可 以 了 解 破 坏 区 塑 性 区 拉 裂 区 发 生 和 发展 的 过
“
”
胀 土 的 抗剪 பைடு நூலகம் 度
。
分 期分 带 理 论
廖 济川 认 为 确定 膨 胀土 的抗 剪强 度 应 考虑 以 下 三 个 方 面
,
强 度分 带 的界 限
,
。
为 使 界限
,
明 确 按 地下 水 位 上下 分 别 取 强 度值 水 强度 值
,
,
强 度 使用 期 限
。
按 短 期 及 长 期 稳 定 分 别 取 不 排 水及 排
行 条 件 , 经 过 数 理 统 计 找 出 各种 主 要 因 素 例 如 坡 高 坡 比 液 限
, ,
,
。
、
,
,
、
、
、
、
甲值等 的 关系
曲线 得 到
,
,
稳 定 边坡 的 断 面形 式 或 提 出 经 验 公式 这 种 方法 虽 未 完 全 揭 示 边坡 破 坏 的 力 学 机 理 但 它 来
源 于 实 践 考 虑 了 复 杂 的 地 质 因 素 能 够解 决 一 定 的 具 体 问 题 并 能 验 证 其 他 理 论 研 究或数值