土工袋处理膨胀土渠坡的试验研究与数值解析
  • 【摘要】

    土工袋处理膨胀土渠坡是一种物理改性换填方法,该方法将现场开挖膨胀土装入土工编织袋中,并将之用于置换膨胀土边坡的大气急剧影响层,具有压坡、排水作用,并切断大气影响层对原膨胀土坡面的风化作用.本文在总结以往有关膨胀土和土工袋技术研究成果的基础上,通过室内及现场试验、理论分析及数值计算,系统研究了袋装膨胀土的基本物理力学特性以及土工袋处理膨胀土的效果.取得了如下主要研究成果和结论:(1) 通过对南阳膨胀... 展开>>土工袋处理膨胀土渠坡是一种物理改性换填方法,该方法将现场开挖膨胀土装入土工编织袋中,并将之用于置换膨胀土边坡的大气急剧影响层,具有压坡、排水作用,并切断大气影响层对原膨胀土坡面的风化作用.本文在总结以往有关膨胀土和土工袋技术研究成果的基础上,通过室内及现场试验、理论分析及数值计算,系统研究了袋装膨胀土的基本物理力学特性以及土工袋处理膨胀土的效果.取得了如下主要研究成果和结论:(1) 通过对南阳膨胀土的胀缩特性试验,总结得到膨胀力对数值与初始含水率负线性相关,而与初始干密度正线性相关;(2) 用滤纸法和常规固结快剪试验分别测定了南阳中膨胀土的土水特征曲线和抗剪强度参数的视粘聚力ctotal、视内摩擦角?total,结合简化的Fredlund非饱和土强度模型,得到了南阳中膨胀土的非饱和强度参数 .(3) 推导了基于广义Mises破坏准则的土工袋三维强度公式,其强度预测结果与基于Mohr-Coulomb破坏准则的二维强度公式相比更接近于试验值.(4) 室内试验结果表明:土工袋具有限制膨胀土侧向变形的效果;土工袋层间摩擦与铺设方式密切相关,交错铺设能大大提高层间摩擦系数;土工袋组合体的渗透系数达到10-5?10-6m/s数量级,远大于膨胀土的渗透系数.(5) 在南水北调中线新乡潞王汶进行了大型现场试验,验证了土工袋处理膨胀土边坡具有切断大气影响层、促进排水、限制膨胀变形、提高边坡整体变形稳定性等效果.(6) 考虑土工袋的压坡效果,推导了基于简化Bishop法的土工袋处理膨胀土渠坡稳定计算公式.对某一典型渠坡进行了非稳定饱和-非饱和渗流有限元计算分析,计算结果表明,渠坡表面设置土工袋层排水效果明显,可以大大减少雨水渗入土工袋及膨胀土坡内部,在降雨过程中对边坡的稳定作用明显. 收起<<

  • 【作者】

    白福青 

  • 【学科专业】

    水工结构工程 

  • 【授予学位】

    博士

  • 【授予单位】

    河海大学

  • 【导师姓名】

    刘斯宏

  • 【学位年度】

    2011

  • 【语种】

    chi

  • 【关键词】

    土工袋%膨胀土%南水北调%土水特征曲线%固结快剪%极限平衡法