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《季節(jié)性凍融作用下土釘支護邊坡穩(wěn)定性的分析》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在學術論文-天天文庫。
1、季節(jié)性凍融作用下土釘支護邊坡穩(wěn)定性的分析ok3增至2.0m,乃至更深[1-2],且寒區(qū)季節(jié)性凍土面積在氣候溫室效應的影響下也呈現(xiàn)逐年增加的趨勢[3-4]。最大凍土深度從凍土氣象觀測資料顯示:杭州0.05m;合肥0.11m;北京0.85m;上海、武漢0.08-0.1m;濟南、西安0.45m;蘭州、銀川1.03m;呼和浩特、沈陽1.2m以上;哈爾濱2.0m;長春1.5m;丹東、大連0.9m。當年平均氣溫一般低于?5?C,在高原或者海拔較高的山上,永久凍土就會存在,如西藏北部以及青藏公路昆侖山北坡地區(qū)永久凍土層深達80-100m。研究發(fā)現(xiàn)土釘支護邊坡在季節(jié)性凍融循環(huán)作用下,
2、很容易造成凍融滑塌,這種破壞已成為邊坡支護工程中的重要危害之一[5-8]。季節(jié)性凍土地區(qū)的基坑邊坡、公路邊坡以及鐵路邊坡等因凍融循環(huán)作用導致的邊坡失穩(wěn)現(xiàn)象極為普遍,這對于基坑工程建設和道路的安全以及正常運行相當不利。據(jù)記錄,從2008年到2014年,因季節(jié)凍融作用導致邊坡滑坡事件出現(xiàn)近5萬起,其中涉及了90%的季節(jié)凍土地區(qū),直接經(jīng)濟損失達幾十億,且季節(jié)凍土邊坡凍融滑塌災害有逐年上升的趨勢[9-14]。隨著我國建筑、鐵路以及公路交通事業(yè)的迅猛發(fā)展,開展季節(jié)性凍融循環(huán)作用對邊坡凍融滑坡機理的基礎性研究,降低凍土地區(qū)凍融滑坡災害的出現(xiàn)頻率,降低事故損失,尋找有效的防治季節(jié)凍
3、土層邊坡凍融滑坡的工程技術,是當前亟待解決的課題。此外,氣候的波動,邊坡土水系受溫度因素的影響,使得凍土地區(qū)邊坡極不穩(wěn)定,故對季節(jié)性凍土邊坡的穩(wěn)定性研究就顯得更加重要。........1.2國內外研究現(xiàn)狀土釘支護的歷史可追溯到1835年,英國泰晤士河隧道的施工開挖中,當時用的土釘是扁鐵,設計者用的方法是用以新的盾構置換舊的盾構,盾構工作面的擋板采用木板,其輔助支護采用扁鐵,以及在后期開挖中,較弱地層就采用扁鐵來減輕擋板上的土壓。扁鐵從木擋板之間的縫中打入土體,端部用楔塊固定。為了比較各形狀筋材作為土釘?shù)男Ч?當時對圓鐵筋和扁鐵筋各自進行了抗拔試驗[15-16]。在20
4、世紀50年代后期,錨桿式擋墻得到了很好的發(fā)展。20世紀60年代出現(xiàn)了鋼筋墻,其做法是通常在填充區(qū)域,如道路和土地平整回填土方時,用土工織物與混凝土面板有效的結合。20世紀70年代形成了土釘墻,于1972年法國凡爾賽鐵路承包商在邊坡開挖中,進行了成功的應用。經(jīng)過1979年巴黎國際土體加固會議后,土釘墻支護在西方得到了廣泛使用,并于1990年在美國舉行的關于擋土墻的國際學術會議里,將土釘墻與錨桿擋墻并列,看作獨立的主題,使之成為土體加固學科的獨立的分支。土釘支護技術在巖石和土坡中,從20世紀50年代后期至今已被廣泛使用。邊坡防護措施通常是基于被動控制機制牽住護坡結構,可以
5、承受后續(xù)的側向土壓力,防止損壞土體的整體穩(wěn)定性。土釘墻技術是分布一定長度的土釘在土體內,用土體與土釘兩者之間相互作用來增強邊坡的強度。采用土釘支護后邊坡土體整體剛度提高,土體抗拉、抗剪強度低的弱點得到彌補降低了邊坡破壞和變形,使得整體穩(wěn)定性得到明顯提高,并使土釘墻在受荷載作用下塑性變形得到延遲,不會出現(xiàn)素土邊坡突然性的滑塌。在復合土體內,土釘作用機理如下[17]:(1)土釘構成的箍束骨架,限制了復合土體的變形,有效的構成了一個整體。(2)因土釘抗拉抗剪強度很高[1][2][3][4]下一頁,當土體進入塑性狀態(tài)時,土釘支護邊坡所承擔的外載和土體自身體力,其土釘分擔作用尤
6、為突出,應力逐漸向土釘轉移。(3)土釘支護邊坡開裂區(qū)域的形成與發(fā)展也受土釘應力的擴散與傳遞作用而延遲。(4)邊坡變形的約束,坡面開挖卸荷變形受到土釘支護邊坡上鋼筋網(wǎng)混凝土面板限制,邊界的約束得到加強。.......第2章凍融作用下土釘支護邊坡力學性能分析和防治2.1凍融作用及其表現(xiàn)形式寒冷天氣下,巖土中水凍結和融化等所引發(fā)的若干作用,稱為凍融作用。在季節(jié)性凍融地區(qū),巖土中水晚上凍結,白天融化,或者冬季期間凍結,春夏期間融化,凍融現(xiàn)象也一般出現(xiàn)在高山地帶、冰川區(qū)以及凍土地區(qū)。凍融循環(huán)作用主要隨季節(jié)變化而反復發(fā)生,這個過程中,凍融作用會使得巖土體破壞,其內部結構發(fā)生變化,
7、從而引起細小土顆粒與礦物的破壞,使土粒粒徑變小,引起這樣的變化叫冷生水化風化。巖土體在反復凍融循環(huán)影響下,另一種變化是膠體與粘粒形成微聚合體,引起土體粒徑增大。巖土的粉粒在以上兩種作用下,其粉粒含量都會逐漸隨凍融的反復作用而增加。凍融風化、凍融泥流以及凍融擾動等是凍融作用的三大表現(xiàn)形式。凍融風化主要是巖土層中的縫隙水,在凍結期間因凍脹使巖土體破壞,巖土體附近出現(xiàn)更多的塊石和更細的巖土粒,這是凍土地區(qū)最常見的一種凍融作用形式;凍融擾動是巖土體受凍脹擠壓,引起的土層結構的塑性變形現(xiàn)象,多發(fā)生在多年凍土活動層內;凍融泥流是凍土層上部土體融化過程,融化的水使
