工程防護與加固

1、巖土邊坡工程防護與加固一生物護坡刖言工程護坡主要采用坡面防護、支擋防護、沖刷防護等工程措施，這些措施對維護邊坡穩(wěn)定和 防侵蝕效果較好，但破壞了自然生態(tài)的和諧，而且隨時間推移，混凝土老化、鋼筋腐蝕、強 度降低等，從而使護坡效果變差。生物護坡是利用植被涵水固土原理在穩(wěn)定巖土邊坡的同時 進行邊坡生態(tài)恢復的技術。一、巖土邊坡分類與破壞類型“邊坡”是由工程活動或自然形成的，其位移和變形可能對鄰近的環(huán)境有影響的斜坡。 邊坡的兩個本質特點是：一，有一定坡度；二，它的位移和變形對環(huán)境可能造成影響。 開發(fā)建設形成的落露邊坡不僅造成水土流失和生態(tài)破壞，也是各類地質災害源，分析 圖如下：開發(fā)建設項目開發(fā)建設前路基開

2、挖填筑邊坡開挖山區(qū)開發(fā)建設防護工程清基防護減災 |原地貌植被開挖擾動原地壓埋原地貌產生大量裸露降雨徑流作用 降雨徑流作用貌損壞原植被邊坡二、邊坡的破壞類型邊坡工程病害包括：風化剝落、掉塊落石、崩塌、傾倒、潰屈、坍塌、溜塌、坍滑、 滑坡、錯落等。邊坡危害發(fā)育的特征是：類型復雜，數量多、規(guī)模大、危害重，不同 地貌差異大，軟弱巖層中密集發(fā)育等。邊坡病害工程搶險救災應具有可控制性、抗干 擾性、時效性、安全性、協調性等特點。三、生物護坡1、生物護坡主要依靠植物根系的力學效應和植被的水文效應。力學效應包括生根加錨和 淺根加筋作用。水文效應包括降雨截流、減弱濺蝕、抑制地表徑流等。在邊坡防護工 程中大量采用植

3、物防護不僅可以起到加固、防護的作用，而且能夠美化環(huán)境，是的人 的行為與環(huán)境保護相協調。2、植物根系固坡穩(wěn)定性分析2.1根系的錨固作用分析當坡體破壞時，坡體中起到錨固作用的植物根系會出現兩種破壞情況：一是從土體中 拔出，二是被拉斷。一般情況下，木本植物根系抗拉強度較高，出現拔出的可能性較 大，草本植物根系強度較低，可能被拉斷。1）單根錨固作用分析。q保證邊坡穩(wěn)定時根系應該提供的最小錨固力計算。沒有一淺層潛在不穩(wěn)定邊坡，ABCD為潛在滑體，潛在滑面上下土體的天然容重分別為r,r21現取一局部滑體進行分 析，如下圖1所示。圖1中，七%為滑體兩側受相鄰土體氣為滑體重力；F為穿過潛在滑面根系v的錨固力；

4、L為根系v錨固長度；以v為滑體重力和滑面法向的夾角；9 為根系與坡面的夾角（00 氣 900）； c,中為潛在滑面處土體粘聚力與內摩擦角；七為滑體滑面 的長度。由力的平衡條件可知 TOC o 1-5 h z N = W cos a + F sin 9（1）E + W sin a = E + F cos9 + N tan中 + cl （2）v+1Vv v vv vv近似假定Ev+1 = Ev則有W sin a = F cos 9 + (W sin a + F sin 9 )tan 中 + cl (3)Vv v v Vv v vv實際上，式（3）中的Fv sin9v在力分解的時候存在，但考慮到根系

5、實際是受拉的，不 會增加滑體的摩擦力，因此，忽略其增加摩擦力的作用。此時，式（3）為W sin a = F cos9 + W sin a tan 中 + cl （4）Vv v v Vvv由式（4）可得F = （W （sin a - cos a tan 中）-cl cos 9（5）vVvvvv式（5）中的飛為保證2根系應該提供的最終小錨固力。根系的抗拉力計算。設根系的抗拉力強度為氣，則根系的抗拉力(6)根系實際能提供的最大錨固力（由最大靜摩擦力提供）如圖2,設任意穿過潛在滑面的根系V的錨固段長為L，用條分法來計算根系表面的應力，從而計算出根系錨固力。將L等分出nv份，則每條的寬度為b = l -

6、 cos p n 式中Pv為根系與水平線的夾角。第i 土條底部根系表面每單位面積所受到的土壓力為c = h - r + h - r = 2? h - r （8）i i1 i1i 2 i 2ij ijj=1式中，h i 土條第j層土層的厚度；r 第i 土條第j層土層的天然容重。則第i 土條底部根系表面每單位面積所受的垂直于根系的土壓力為b =b - cos P =h - r - cos P (9) TOC o 1-5 h z ni ivij ijvj=1設根系v與土之間摩擦系數為七，則第i 土條底部根系第的最大靜摩擦力為F = p b - 2兀r - L n = 2兀r - L n p h -

7、r -cosp (10)i v ni v v vv v v v ij ijvj=1整個錨固段Lv根系所受的最大靜摩擦力為F = F = 2兀, Ln h r cosp p (11)piv v vij ijv vn =1n =1 2 j=1若根系與潛在的滑面的夾角為0v ( 00 0v 900 )，則根系垂直于滑面的分力為F = F cos 0 = 2兀, L n sin 0 h r cos P p (12)H p vv v vvij ijv vn . =1 2 j=1由Fp分解的根系垂直于坡面的分力Fh在計算坡體穩(wěn)定的時候是不考慮的，因為如果將根系與滑面交點處的位移8也分解為垂直于坡面的位移分

8、量5h與平行于坡面方向的分量5.的話，當滑動發(fā)生時，5H基本是零，而七的產生要以5H為前提，所以實際上F對于滑 面摩擦力的增加不起作用。平行于滑面的抗滑力為F = F cos0 = 2Kr L n cos0 h r cosP p (13) k p vv v vvij ijv vnvi =1 2 j=1如果計算涉及的土層更多，比如mv層，則以上公式中的2 j=1改為m =1 j即可。此計算結果也適用于不規(guī)則坡面與潛在滑面。Q局部穩(wěn)定性判斷。對局部潛在滑體i,有Fv七，穩(wěn)定;不穩(wěn)定。此時有兩種可能的破壞情況：F產F,，根系拉斷破壞;V Fr，根系拔出破壞。Q根系最小錨固力計算。當f f時，局部是穩(wěn)定的。此時，可以據此求出根系的最小錨固長度。F F (14)v v vij ijv v vn =1 m. =1可求得保證局部邊坡穩(wěn)定的根系v錨固長度L Z 2 沏 n h r cos0 .廠尸(15)vvvij ijvvvn =1 m. =1則根系v最小錨固力長度為”2兀r n 乙乙 h r cos p F (16)v vij ijv v vn .=1 m：=1Q滑移剪切破壞。設一層潛在滑體，滑面為平面（如圖3所示）。當坡體有單根植物根系作用且局部根系 土體穩(wěn)定根不發(fā)生拔出或拉斷破壞時，對其進行穩(wěn)定性分