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內容簡介

　　膨脹土在我國分布非常廣泛，由它引起的工程事故頻繁，給國傢帶來瞭巨大的經濟損失。雲桂高速鐵路經過大量的膨脹土地區，沿綫膨脹土高邊坡及其支擋結構成為高速鐵路安全的關鍵點。基於“以柔治脹”的理念，采用多級邊坡組閤式支擋結構、柔性生態護坡是兩種較好的膨脹土高邊坡支護措施。
　　《膨脹土高邊坡支擋結構設計方法與加固技術》共11章，包括膨脹土路塹邊坡加固與防護措施、膨脹土工程特性試驗、膨脹土高邊坡穩定性、膨脹土多級邊坡支擋結構設計理論、膨脹土多級支擋結構現場試驗研究、膨脹土多級支擋結構數值分析、膨脹土路塹邊坡柔性生態護坡設計方法、雲桂鐵路柔性生態護坡試驗研究等。

目錄

目錄
第1章 緒論 1
1.1 膨脹土判彆和分類 2
1.2 膨脹土結構特徵 7
1.3 膨脹土強度特徵 7
1.4 膨脹土脹縮性 9
1.5 膨脹土邊坡穩定性 13
1.5.1 理論研究 13
1.5.2 極限平衡法 15
1.5.3 數值分析法(強度摺減法）15
1.5.4 極限分析 17
1.5.5 膨脹土邊坡穩定性分析 18
1.6 膨脹土室內試驗研究 20
1.6.1 剪切強度試驗 20
1.6.2 膨脹力試驗 20
1.6.3 室內模型試驗 21
1.7 膨脹土邊坡加固方法研究 22
1.7.1 錨杆(索）框架梁或土釘牆加固 22
1.7.2 抗滑樁加固 22
1.7.3 土工格柵、格賓等加筋土柔性加固 23
1.7.4 其他方法 23
1.8 膨脹土邊坡及支擋結構現場試驗研究 24
1.9 膨脹土邊坡及支擋結構數值分析 25
1.9.1 膨脹土邊坡數值分析 25
1.9.2 樁闆牆數值模擬 26
1.9.3 錨杆(索）框架梁數值模擬 27
1.10 樁闆牆及錨杆(索）框架梁設計計算 27
1.10.1 抗滑樁理論計算 27
1.10.2 樁間擋闆計算理論 28
1.10.3 錨杆(索）框架梁理論計算 28
1.11 加筋邊坡技術 29
1.12 柔性生態護坡技術 30
第2章 膨脹土路塹邊坡加固與防護措施 32
2.1 路塹邊坡加固機理 32
2.1.1 支擋結構 32
2.1.2 坡麵加固措施 32
2.2 加固措施設計方法 33
2.2.1 抗滑樁設計方法 33
2.2.2 抗滑擋土牆設計方法 42
2.3 既有膨脹土路塹邊坡病害原因分析及經驗教訓 44
2.4 膨脹土路塹邊坡加固防護措施及工程實例 48
2.4.1 膨脹土加固防護工程措施 49
2.4.2 膨脹土邊坡處治典型實例 51
2.5 本章小結 51
第3章 雲桂鐵路膨脹土工程特性試驗 53
3.1 膨脹土室內土工試驗 53
3.2 膨脹土強度試驗 54
3.2.1 室內直剪試驗 55
3.2.2 膨脹土原位推剪試驗 55
3.2.3 結果分析 65
3.3 側嚮膨脹力試驗研究 70
3.3.1 側嚮膨脹力室內模擬試驗研究 71
3.3.2 側嚮膨脹力原位試驗研究 77
3.3.3 膨脹力取值 86
3.4 本章小結 88
第4章 膨脹土高邊坡穩定性分析 91
4.1 膨脹土常規物理力學特性試驗 92
4.1.1 膨脹土直剪試驗 92
4.1.2 膨脹土三軸試驗 99
4.1.3 膨脹土膨脹力試驗 102
4.2 極限平衡法分析多級邊坡穩定性 105
4.2.1 膨脹土單級邊坡穩定性分析 105
4.2.2 膨脹土雙級邊坡穩定性分析 114
4.3 極限分析上限法分析四級邊坡穩定性 125
4.3.1 邊坡的臨界高度 127
4.3.2 外功率 128
4.3.3 內能損耗率 133
4.3.4 穩定性分析 134
4.3.5 程序設計 135
4.3.6 工程算例 136
4.3.7 影響因素分析 137
4.4 FLAC3D強度摺減法分析四級邊坡穩定性 140
4.4.1 模型建立 140
4.4.2 考慮變形力的作用 141
4.4.3 結果分析及對比 141
4.5 坡腳圓弧順接對多級邊坡局部穩定性的影響 142
4.6 本章小結 145
第5章 不同服役環境下膨脹土多級邊坡支擋結構設計理論 147
5.1 錨杆加固膨脹土邊坡的穩定性分析及錨杆拉力計算 147
5.1.1 計算模型的建立 147
5.1.2 安全係數 150
5.1.3 錨杆(索）拉力的計算 153
5.1.4 安全係數的影響因素分析 155
5.1.5 錨杆拉力的影響因素分析 160
5.1.6 錨杆+框架梁共同作用的錨杆拉力計算 163
5.2 考慮孔隙水壓力影響的邊坡穩定性分析及錨杆拉力計算 165
5.2.1 計算模型的建立 165
5.2.2 安全係數 167
5.2.3 錨杆(索）拉力的計算 168
5.3 考慮裂隙影響的邊坡穩定性分析及錨杆拉力計算 169
5.3.1 計算模型的建立 170
5.3.2 安全係數 172
5.3.3 錨杆(索）拉力的計算 174
5.3.4 影響因素分析 175
5.4 考慮坡頂超載的邊坡穩定性分析及錨杆拉力計算 179
5.4.1 計算模型建立 179
5.4.2 安全係數 180
5.4.3 錨杆(索）拉力的計算 181
5.4.4 影響因素分析 182
5.5 考慮土體分層的邊坡穩定性分析及錨杆拉力計算 184
5.5.1 計算模型建立 184
5.5.2 安全係數 188
5.5.3 錨杆(索）拉力的計算 190
5.6 地震作用下抗滑樁的抗力計算 191
5.6.1 計算模型的建立 191
5.6.2 安全係數 197
5.6.3 抗滑樁抗力計算 198
5.6.4 影響因素分析 199
5.7 地震作用下樁闆牆後主動土壓力分布 201
5.7.1 主動土壓力公式推導 202
5.7.2 主動土壓力公式與已知公式的比較 208
5.7.3 工程算例 209
5.8 本章小結 210
第6章 膨脹土高邊坡多級組閤式支擋結構設計理論研究 213
6.1 概述 213
6.2 設計新方法 214
6.2.1 方法一：等效荷載+逐級設計法 214
6.2.2 方法二：極限理論整體設計法 217
6.3 抗滑樁設計計算 218
6.3.1 樁身懸臂段內力計算 218
6.3.2 膨脹力 219
6.3.3 錨固段內力計算 223
6.3.4 抗滑樁內力計算結果 223
6.4 樁間闆設計 230
6.5 錨杆(索）設計 230
6.6 框架梁設計 231
6.6.1 Winkler地基梁計算法 231
6.6.2 試驗段錨索(杆）框架梁內力計算結果 234
6.7 坡麵排水設計 238
6.8 本章小結 239
第7章 雲桂鐵路膨脹土高邊坡多級支擋結構現場試驗研究 240
7.1 概述 240
7.2 膨脹土高邊坡現場試驗方案 240
7.2.1 高邊坡工程概況 240
7.2.2 測試目的及內容 242
7.2.3 坡腳抗滑樁處地質情況調查 245
7.3 現場試驗結果分析 246
7.3.1 旱季土壓力監測 246
7.3.2 降雨量統計 257
7.3.3 膨脹力監測 258
7.3.4 樁闆牆的變形監測 266
7.3.5 坡麵位移監測 271
7.4 本章小結 272
第8章 雲桂鐵路膨脹土高邊坡多級支擋結構數值分析 274
8.1 模型建立及網格劃分 274
8.2 降雨的模擬 276
8.3 算例驗證 280
8.4 樁身內力分析 281
8.5 錨杆(索)框架梁內力分析 284
8.5.1 錨索拉力 284
8.5.2 錨杆拉力 286
8.5.3 框架梁軸力 287
8.5.4 框架梁彎矩 288
8.6 樁長對支擋結構內力的影響 289
8.6.1 上級樁長的影響 289
8.6.2 下級樁長的影響 291
8.7 錨索預應力對支擋結構內力的影響 293
8.8 抗滑樁優化 294
8.9 本章小結 295
第9章 膨脹土路塹邊坡柔性生態護坡設計方法研究 297
9.1 一般加筋土坡設計方法 297
9.1.1 驗算無筋時土坡的穩定性 297
9.1.2 加筋土邊坡內部穩定性驗算 298
9.1.3 外部穩定性計算 300
9.2 柔性支護在公路的運用 301
9.2.1 公路柔性支護的結構和設計原則 304
9.2.2 公路上柔性支護的加筋設計和內部穩定性驗算 304
9.2.3 公路柔性支護的外部穩定性驗算 307
9.3 膨脹土路塹邊坡柔性生態護坡研究 310
9.3.1 柔性生態護坡的結構和作用機理 310
9.3.2 柔性生態護坡結構設計步驟 312
9.3.3 考慮隔絕降雨影響時護坡體所需厚度 314
9.3.4 加筋層高設計 317
9.3.5 整體滑動時的穩定性分析 319
9.3.6 整體平移時的穩定性分析 350
9.3.7 承載力的驗算 353
9.3.8 內部穩定性分析 355
9.3.9 參數敏感性分析 360
9.4 本章小結 361
第10章 雲桂鐵路柔性生態護坡試驗研究 363
10.1 工點概況 363
10.2 膨脹土路塹邊坡柔性生態護坡現場監測方案 363
10.2.1 監測內容 363
10.2.2 測試元器件的布置、安裝及要求 363
10.3 膨脹土路塹邊坡柔性生態護坡現場觀測結果分析 365
10.3.1 柔性生態護坡坡背含水率監測結果及分析 365
10.3.2 護坡水平應變監測結果及分析 369
10.3.3 格柵應變監測結果及分析 371
10.3.4 竪嚮土壓力監測結果及分析 374
10.4 本章小結 377
第11章 柔性生態護坡在膨脹土高邊坡的應用研究 378
11.1 雙級邊坡穩定性分析方法 378
11.1.1 基本假定 378
11.1.2 破壞機構 378
11.1.3 能耗計算 379
11.1.4 外力功率 380
11.1.5 內部能量消耗功率 382
11.1.6 安全係數 383
11.1.7 參數敏感性分析 383
11.2 本章小結 384
參考文獻 385
附錄1 393
附錄2 401
附錄3 409
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