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时间:2018-09-28
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1、土工合成材料防治公路边坡病害的应用技术 黄土地区公路边坡病害破坏形式可归结为两种基本类型,即坡面破坏,包括剥落和冲刷等;坡体破坏,包括崩坍、坡脚坍塌、滑坡和流泥等。 1)边坡坡面破坏 (1)剥落 坡面剥落是黄土边坡变形的一种普通现象,会发生在各种黄土层中,虽然这种边坡变形不是坡体整体变形,但对路堑边沟危害极大,会引起其他更严重的边坡变形或破坏,处理也十分困难。剥落按其形态一般有以下4类: ①鱼鳞状剥落:这种变形易发生在含易溶盐多(一般为1%-2%)的地区,即新第四系风积黄土和冲积洪积黄土中。
2、 ②片状剥落:主要发生在新第四系风积和近代坡积的均质黄土层中。这种土层的较陡峻边坡表面,常形成一层厚约3-4cm的硬壳,这层硬壳在自然营力作用下呈大块片状剥落。 ③层状剥落:主要发生在洪积冲积黄土互层中,这类黄土多由黏土、砂黏土及砂等互层构成。由于各层的岩性、含水量以及含易溶盐情况不同,使得风化的快慢和强烈程度也不尽相同。一般黏粒含量高者,剥落快而严重,相比较而言,粉土粒和砂粒含量高者剥落较轻、较慢,因而形成层状或带状的剥落现象。 ④混合状剥落:边坡坡面剥落并非如上面那样类型单一,有时几种剥蚀类
3、型同时出现。这是由于黄土表层的剥落,直接同黄土的岩性有关,因而在同一坡上可能同时出现几种类型剥落现象的混合状剥落。 (2)坡面冲刷 坡面冲刷是常见的公路边坡变形,会引起大量的水土流失。坡面冲刷使坡面呈沟状或洞穴状,一般形成坡肩冲刷坍塌、坡面冲刷串沟、坡面冲刷跌水、坡脚冲刷掏空、坡面冲刷沟穴、岩石接触的冲刷沟穴等。黄土边坡坡面冲刷与土层、岩性、微地貌条件、水文条件等有密切的关系。 2)边坡坡体破坏 ①崩坍:黄土边坡崩坍是土体沿节理面倒坍和下错的斜坡动力地质现象,是多种自然因素及人为因素综合作用的
4、结果。主要影响因素有地层岩性、地质构造、降水、气温变化、人为因素或地质运动等。 对黄土而言,土层节理发育,边坡陡峻,在风化和水的冲蚀、浸润作用下,坡脚严重冲刷,往往会使坡体崩坍。 ②坡脚坍塌:坡脚坍塌易在湿陷性新黄土中发生。因其结构松散,坡脚松软受水浸湿或冲刷会发生坡脚局部坍塌,一般规模较小,但较普遍。坡脚坍塌是产生滑坡的前提,也有可能诱发规模更大的坍塌。 ③滑坡:滑坡是土体沿着明显的滑动带或滑动面下滑,滑动面呈上陡下缓的圆弧状。其产生原因,主要是由于黄土的强度下降引起的土体稳定性平衡破坏。大型
5、滑坡常发生在松散结构或黄色湿陷性黄土层中,在新黄土中也会出现小型滑坡。滑坡多发生在老黄土和岩土间出现不整合倾斜接触面处,此处的黄土本身稳定性差,遇水作用或其他条件如地震、大爆破等作用下,极易产生土体滑移和崩坍。 ④流泥:呈斜坡状的黄土如果土质松散,具有渗水性较小的下卧层时,土体在地下水或在地下水与地表水相互作用下浸润黄土土体,使土饱和形成塑性流动,称之为流泥。它可能诱发其他病害,使边坡出现崩坍或滑坡等更严重的破坏。 3)边坡破坏的影响因素 边坡破坏的影响因素主要有内因和外因两方面。 (1)内在
6、因素 ①黄土的成因:松散结构的新黄土和密实结构的黄土,具有不同的密实性和物质组成,稳定性也不一样,一般坡积的松散结构黄土最不稳定。 ②黄土的结构和构造:黄土中存在不同节理且特性不同,组成结构的均匀程度、结构孔隙特征、夹层及构造的变动等都影响着边坡的稳定。 ③下卧层:下卧层的岩性、产状、风化程度及与黄土的接触关系等,也影响着边坡的稳定。 ④物质成分:由于易溶盐含量的变迁,矿物组成不同,土体的变形状况也不一样,都会引起土体强度的变化,从而影响边坡的稳定。 ⑤物理力学性质:与黄土边坡稳定性有关的物
7、理力学指标有黏粒和砂粒含量、干密度、液限等,以及塑性指数、天然含水量、孔隙率和抗剪强度等物理力学指标。 (2)外界因素 环境条件的改变是促使边坡变形发生发展的外界原因。 ①地貌单元和微地貌特征:边坡在阶地上所处位置、坡顶的汇水条件及陷穴、暗洞、坑沟、低洼积水、冲沟的位置和分布状况等,对边坡的稳定有直接影响。 ②水文条件:如地下水的出露,地表水对坡面、坡脚、截水沟和边沟的浸湿和冲刷等。渗入土体中的水将引起土体重量增加及强度的降低,渗入裂隙和节理中的水产生的静水压力,将促进冲沟、陷穴的发展,对边坡
8、的稳定极为不利。 ③风化与震动等自然外力:由于黄土节理发育,受大气雨水和地震及车辆行车引起的震动等,都有可能促使边坡变形,导致边坡失稳。 (3)人为因素 设计、施工和养护不当,人为对边坡的破坏,都是引起边坡破坏的直接原因。 黄土边坡的防护是黄土地区公路建设中的一个突出问题。如果不能及时有效地对黄土边坡进行科学防护,不仅容易造成水土流失,严重时还会危及工程的安全,造成巨大浪费。图7-51所示为未做防护的边坡破坏情况。 目前,在黄土地区常用的边坡防
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