层状岩体边坡动力稳定性模型试验研究

在相似理论的基础上,通过室内振动试验,揭示了层状岩体边坡在受到动力扰动下的变形与破坏特征。试验结果表明,在动力作用下,层状岩体边坡将出现与其它岩体边坡不同的变形与破坏形式:①坡体的整体松动现象;②沿应力集中带的拉裂破坏;③反倾岩层的倾倒弯曲和崩塌滑坡;④顺层岩体的挤压隆起现象;⑤岩块沿坡面的流动现象;⑥坡顶沉降变形。     

粉煤灰-剑麻纤维复合改良膨胀土强度及裂隙发育特性

为研究粉煤灰-剑麻纤维复合改良膨胀土的效果和机理,以汉中某地膨胀土为研究对象,分别开展了素膨胀土、粉煤灰改良土和粉煤灰-剑麻纤维复合改良土的无侧限抗压强度试验和干湿循环试验。试验结果表明：粉煤灰改良土和粉煤灰-剑麻纤维复合改良土均能有效提高土体的无侧限抗压强度和抗变形能力,但复合改良效果更好,且最优配比为：粉煤灰质量含量9%,剑麻纤维质量含量0.4%,长度20 mm。无侧限抗压强度试验中,素土和粉煤灰改良土试样均出现明显的宏观剪切破裂面,而复合改良土试样呈近似“塑性鼓胀破坏”特征,出现剪切破裂带。多次干湿循环后,素土发育的裂隙具有直、宽、长的特征,粉煤灰改良土和复合改良土发育的裂隙具有细、密、短的特征,其中复合改良土发育的裂隙最细小且再次吸湿后易闭合。相同干湿循环次数下,3种试样的表面裂隙率大小关系为：复合改良土<粉煤灰改良土<素土,说明膨胀土中掺入粉煤灰和剑麻纤维能有效抑制裂隙的发育及扩展,采用粉煤灰-剑麻纤维改良膨胀土是可行的。研究结论可为膨胀土路基工程和边坡防护等工程中的设计和施工提供参考。     

地震作用下锚杆支护边坡动力响应

为研究填土边坡锚杆的动力响应特征与失效模式, 进行了锚杆格构支护土质边坡振动台模型试验, 采用正弦激励, 分别对边坡的加速度和锚杆的轴向应变进行了监测。分析结果表明: 在同一振动频率下, 锚杆轴向动应变幅值随加速度峰值的增大而增大; 加速度峰值较小时, 应变基本在固定正负值之间往复循环, 边坡处于稳定状态; 随着加速度峰值增大, 锚杆的最大与最小应变不再稳定, 但变化不是很大, 边坡仍处于稳定状态; 当加速度峰值达到破坏峰值时, 锚杆轴向应变不再具有规律性, 滑面处锚杆轴向应变突变最明显, 滑体与稳定体之间发生明显的相对位移。加速度峰值较小时, 中下层锚杆轴向应变较大, 中层锚杆应变约为顶层锚杆应变的2倍; 随着加速度峰值的增大, 顶层锚杆轴向应变逐渐变大, 主要由中上层锚杆承受荷载; 当加速度峰值达到破坏峰值时, 各层锚杆的动应变最大值急剧增大, 中层锚杆应变变化幅度最大, 振动过程中滑体与滑床之间出现明显分离, 锚杆被拔出。可见, 传统的边坡锚杆设计思想“强腰固脚”适合于地震设防烈度较小地区, 对于设防烈度较大地区, 锚杆设计时需适当增加上层锚杆和腰部锚杆的锚固长度。     

附加荷载作用下各层土钉受力特性研究

对于土钉支护的公路边坡和基坑,常常会受到多种地面荷载的作用。目前的研究均假设土钉为一种受拉构件,但经验表明,土钉(特别是全长粘结型)长细比较大,当受到上部荷载作用时,其实际受力不是单纯的受拉,有可能会发生弯曲。通过试验研究了在地面荷载的作用下,土质边坡内土钉的受力特性。结果表明:当上部作用有附加荷载时,坡体内上部土钉同时受拉力和弯矩的作用,锚固段末端和滑面处所受的弯矩最大,而下部土钉受弯程度不明显;坡体的下滑力首先作用于坡面锚头和潜在滑面处土钉,然后向两侧传递;在同级荷载作用下,轴向应变随荷载作用时间的增加先增大后减小;地面荷载较小,边坡处于稳定状态时,顶层土钉起主导作用,当达到极限荷载后,起抗滑作用的主要是中间和底层土钉,分别表现为抗侧滑力和抗下滑力。