山區(qū)公路沿河路基動(dòng)態(tài)失穩(wěn)機(jī)理與防治技術(shù)
本書綜合應(yīng)用現(xiàn)場調(diào)研、室內(nèi)試驗(yàn)、物理模擬試驗(yàn)、數(shù)值模擬和理論研究等方法，在對(duì)沿河路基分類的基礎(chǔ)上，分析了其失穩(wěn)破壞特點(diǎn)，研究了其動(dòng)態(tài)失穩(wěn)機(jī)理；研究了路基靜止土壓力、主動(dòng)土壓力和被動(dòng)土壓力的計(jì)算方法；討論了沿河路基地下水的滲流計(jì)算問題，給出了河水位下降過程中的路基地下水浸潤線位置的計(jì)算方法；提出了一種新的土石混合沿河路基整體穩(wěn)定性分析方法，討論了節(jié)理化巖質(zhì)路基穩(wěn)定性的分析和計(jì)算方法；基于沿河路基防護(hù)結(jié)構(gòu)常見病害類型及成因機(jī)制分析，提出了沿河路基的防護(hù)技術(shù)概要，并開發(fā)了石籠擋土墻路基防護(hù)結(jié)構(gòu)。
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目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 研究背景 1
1.2 研究內(nèi)容 2
1.3 研究意義 3
1.4 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 3
1.4.1 水在巖土體中的滲流及孔隙水壓力的確定 3
1.4.2 地下水對(duì)巖體及其裂隙的力學(xué)作用 7
1.4.3 降水及河水位變化對(duì)路基的影響9
1.4.4 介質(zhì)模型及滲固耦合研究現(xiàn)狀 10
1.4.5 沿河路基防護(hù)工程的主要型式及其特點(diǎn) 12
1.4.6 沿河路基防護(hù)工程的防護(hù)效果 21
1.4.7 沿河路基支擋結(jié)構(gòu)物選型及設(shè)置原則研究現(xiàn)狀 22
1.4.8 新型生態(tài)防護(hù)結(jié)構(gòu)的開發(fā)與應(yīng)用現(xiàn)狀 25
參考文獻(xiàn) 26
第2章 沿河路基動(dòng)態(tài)失穩(wěn)機(jī)理 32
2.1 概述 32
2.2 沿河路基類型 32
2.2.1 按照沿河路基物質(zhì)組成分類 32
2.2.2 按照沿河路基斷面形式分類 33
2.2.3 按照路線走向與河道位置關(guān)系分類 34
2.3 沿河路基的失穩(wěn)變形特點(diǎn) 36
2.3.1 與地質(zhì)環(huán)境的密切相關(guān)性 36
2.3.2 致災(zāi)原因多樣性和復(fù)雜性 41
2.3.3 破壞漸進(jìn)性與突發(fā)性并存 42
2.3.4 災(zāi)變具有重復(fù)性 43
2.3.5 破壞機(jī)理具有耦合效應(yīng) 44
2.4 節(jié)理化巖質(zhì)路基的動(dòng)態(tài)失穩(wěn)機(jī)理 45
2.4.1 節(jié)理化巖體 45
2.4.2 地下水對(duì)節(jié)理化巖體強(qiáng)度的弱化效應(yīng) 46
2.4.3 結(jié)構(gòu)面的空間效應(yīng) 49
2.5 土石混合路基的動(dòng)態(tài)失穩(wěn)機(jī)理 51
2.5.1 基本概念 51
2.5.2 滲透變形機(jī)理 52
2.5.3 滲流與孔隙水壓力的關(guān)系 53
2.5.4 水位升降對(duì)孔隙水壓力的影響 56
2.5.5 土石混合料強(qiáng)度指標(biāo)與含水量的關(guān)系 66
2.6 小結(jié) 69
參考文獻(xiàn) 70
第3章 沿河路基擋墻土壓力計(jì)算 73
3.1 概述 73
3.1.1 路基排水系統(tǒng)布置形式 73
3.1.2 計(jì)算條件 74
3.1.3 穩(wěn)定滲流場函數(shù) 74
3.1.4 孔隙水壓力計(jì)算 76
3.1.5 動(dòng)孔隙水壓力計(jì)算 77
3.2 靜止土壓力計(jì)算 78
3.2.1 路面無超載作用時(shí)的靜止土壓力計(jì)算 78
3.2.2 路面作用車輛荷載時(shí)的靜止土壓力計(jì)算 80
3.3 Rankine土壓力計(jì)算 84
3.3.1 路面無超載作用時(shí)的主動(dòng)土壓力計(jì)算 85
3.3.2 路面作用車輛荷載時(shí)的主動(dòng)土壓力計(jì)算 86
3.3.3 路面無超載作用時(shí)的被動(dòng)土壓力計(jì)算 87
3.3.4 路面作用車輛荷載時(shí)的被動(dòng)土壓力計(jì)算 88
3.4 Coulomb土壓力計(jì)算 90
3.4.1 路面無超載作用時(shí)的主動(dòng)土壓力計(jì)算 90
3.4.2 路面作用車輛荷載時(shí)的主動(dòng)土壓力計(jì)算 94
3.4.3 路面無超載作用時(shí)的被動(dòng)土壓力計(jì)算 97
3.5 動(dòng)主動(dòng)土壓力計(jì)算 101
3.5.1 動(dòng)主動(dòng)土壓力計(jì)算的文獻(xiàn)方法 101
3.5.2 動(dòng)主動(dòng)土壓力計(jì)算的新方法 108
3.5.3 討論 110
3.6 小結(jié) 114
參考文獻(xiàn) 114
第4章 沿河路基地下水滲流計(jì)算 117
4.1 沿河路基地下水滲流計(jì)算方法 117
4.2 孔隙水壓力與有效應(yīng)力 117
4.3 河水位下降時(shí)路基的滲流計(jì)算 119
4.3.1 均質(zhì)無限路基的滲流計(jì)算 120
4.3.2 后緣有陡傾不透水邊界路基的滲流計(jì)算 122
4.4 滲流作用力計(jì)算 123
4.4.1 靜水壓力與浮力 124
4.4.2 滲透力 125
4.4.3 非點(diǎn)接觸與巖石裂隙的滲流作用力 126
4.5 路基防護(hù)結(jié)構(gòu)基底揚(yáng)壓力計(jì)算 127
4.6 坡面出滲的臨界坡降計(jì)算 128
4.6.1 淹沒出滲坡面 128
4.6.2 自由出滲坡面 129
4.7 向上滲流出口的臨界坡降計(jì)算 130
4.8 節(jié)理化巖質(zhì)路基滲流問題 130
4.8.1 巖石水力學(xué)與土體滲流學(xué)的差異 131
4.8.2 巖石水力學(xué)的數(shù)學(xué)模型 131
4.9 小結(jié) 132
參考文獻(xiàn) 132
第5章 土石混合沿河路基穩(wěn)定性研究 133
5.1 概述 133
5.2 地下水作用對(duì)路基穩(wěn)定的影響 133
5.3 河流水流對(duì)路基穩(wěn)定的影響 135
5.3.1 河水影響路基穩(wěn)定性的主要原因 135
5.3.2 河水影響路基穩(wěn)定的力學(xué)機(jī)理 136
5.3.3 河流下蝕深度的計(jì)算 139
5.4 路基穩(wěn)定性評(píng)價(jià)方法 140
5.4.1 局部穩(wěn)定性分析 140
5.4.2 整體穩(wěn)定性分析(I) 143
5.4.3 整體穩(wěn)定性分析(II) 145
5.5 路基穩(wěn)定的數(shù)值研究 150
5.6 小結(jié) 154
參考文獻(xiàn) 155
第6章 節(jié)理化巖質(zhì)沿河路基穩(wěn)定性研究 157
6.1 概述 157
6.1.1 節(jié)理化巖體結(jié)構(gòu)特征 157
6.1.2 節(jié)理化巖體的失穩(wěn)模式 159
6.2 節(jié)理化巖體結(jié)構(gòu)面的抗剪強(qiáng)度 161
6.2.1 結(jié)構(gòu)面強(qiáng)度性質(zhì) 161
6.2.2 水對(duì)結(jié)構(gòu)面強(qiáng)度的影響 163
6.3 節(jié)理化巖質(zhì)沿河路基失穩(wěn)的動(dòng)力學(xué)分析 163
6.3.1 幾何邊界條件 163
6.3.2 赤平極射投影基本原理簡述 164
6.3.3 節(jié)理化巖體結(jié)構(gòu)與穩(wěn)定性評(píng)價(jià) 166
6.4 節(jié)理化巖質(zhì)沿河路基極限平衡分析 175
6.4.1 單平面滑動(dòng) 175
6.4.2 同向雙平面滑動(dòng) 178
6.4.3 多平面階梯狀滑動(dòng) 181
6.4.4 楔形體滑動(dòng) 183
6.4.5 傾倒破壞 185
6.5 小結(jié) 189
參考文獻(xiàn) 190
第7章 沿河路基防治技術(shù)研究 192
7.1 概述 192
7.2 影響路基防護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的因素 192
7.2.1 引起坡體內(nèi)剪應(yīng)力增加的因素 193
7.2.2 造成滑帶巖土體強(qiáng)度降低的因素 193
7.3 常見防護(hù)結(jié)構(gòu)及其病害分析 194
7.3.1 常見防護(hù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 194
7.3.2 常見防護(hù)結(jié)構(gòu)分類 194
7.3.3 防護(hù)結(jié)構(gòu)常見破壞方式 195
7.3.4 防護(hù)結(jié)構(gòu)病害成因機(jī)制 200
7.4 路基病害防治技術(shù)概要 200
7.4.1 彎道凹岸最大沖刷深度計(jì)算 201
7.4.2 沿河路基的防護(hù)對(duì)策 202
7.5 石籠防護(hù)結(jié)構(gòu)的開發(fā)與應(yīng)用 204
7.5.1 石籠擋墻穩(wěn)定與變形特性 205
7.5.2 石籠擋土墻設(shè)計(jì)計(jì)算方法 215
7.6 小結(jié) 220
參考文獻(xiàn) 220
第8章 石籠擋土墻沿河路基防護(hù)結(jié)構(gòu)的工程應(yīng)用 222
8.1 城口至嵐皋二級(jí)公路石籠護(hù)面加筋土路堤 222
8.1.1 氣象、自然氣候 222
8.1.2 地形地貌 222
8.1.3 地層結(jié)構(gòu) 223
8.1.4 水文條件 223
8.1.5 設(shè)計(jì)原則 223
8.1.6 設(shè)計(jì)參數(shù) 223
8.1.7 示范工段設(shè)計(jì) 223
8.2 巫溪至十堰二級(jí)公路重力式石籠擋土墻 224
8.2.1 氣象、自然氣候 225
8.2.2 地形地貌 225
8.2.3 地層結(jié)構(gòu) 225
8.2.4 水文條件 226
8.2.5 設(shè)計(jì)參數(shù) 226
8.2.6 K17＋300～K17＋420段設(shè)計(jì) 226
8.3 石籠加筋擋土墻示范工程施工與質(zhì)量控制 227
8.3.1 土工格柵材料 227
8.3.2 墻背回填 228
8.3.3 土工格柵施工 228
8.3.4 施工觀測 228
8.3.5 質(zhì)量檢測 229
8.4 重力式石籠擋土墻示范工程施工與質(zhì)量控制 230
8.4.1 施工準(zhǔn)備 231
8.4.2 石籠擋土墻施工 231
8.4.3 施工觀測 233
8.4.4 質(zhì)量檢測 235
8.5 小結(jié) 235
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