工程防護(hù)與加固

1、巖土邊坡工程防護(hù)與加固一生物護(hù)坡刖言工程護(hù)坡主要采用坡面防護(hù)、支擋防護(hù)、沖刷防護(hù)等工程措施，這些措施對(duì)維護(hù)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(shí)間推移，混凝土老化、鋼筋腐蝕、強(qiáng) 度降低等，從而使護(hù)坡效果變差。生物護(hù)坡是利用植被涵水固土原理在穩(wěn)定巖土邊坡的同時(shí) 進(jìn)行邊坡生態(tài)恢復(fù)的技術(shù)。一、巖土邊坡分類與破壞類型“邊坡”是由工程活動(dòng)或自然形成的，其位移和變形可能對(duì)鄰近的環(huán)境有影響的斜坡。 邊坡的兩個(gè)本質(zhì)特點(diǎn)是：一，有一定坡度；二，它的位移和變形對(duì)環(huán)境可能造成影響。 開(kāi)發(fā)建設(shè)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(zhì)災(zāi)害源，分析 圖如下：開(kāi)發(fā)建設(shè)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)建設(shè)前路基開(kāi)

2、挖填筑邊坡開(kāi)挖山區(qū)開(kāi)發(fā)建設(shè)防護(hù)工程清基防護(hù)減災(zāi) |原地貌植被開(kāi)挖擾動(dòng)原地壓埋原地貌產(chǎn)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(fēng)化剝落、掉塊落石、崩塌、傾倒、潰屈、坍塌、溜塌、坍滑、 滑坡、錯(cuò)落等。邊坡危害發(fā)育的特征是：類型復(fù)雜，數(shù)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(xiǎn)救災(zāi)應(yīng)具有可控制性、抗干 擾性、時(shí)效性、安全性、協(xié)調(diào)性等特點(diǎn)。三、生物護(hù)坡1、生物護(hù)坡主要依靠植物根系的力學(xué)效應(yīng)和植被的水文效應(yīng)。力學(xué)效應(yīng)包括生根加錨和 淺根加筋作用。水文效應(yīng)包括降雨截流、減弱濺蝕、抑制地表徑流等。在邊坡防護(hù)工 程中大量采用植

3、物防護(hù)不僅可以起到加固、防護(hù)的作用，而且能夠美化環(huán)境，是的人 的行為與環(huán)境保護(hù)相協(xié)調(diào)。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(dāng)坡體破壞時(shí)，坡體中起到錨固作用的植物根系會(huì)出現(xiàn)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(qiáng)度較高，出現(xiàn)拔出的可能性較 大，草本植物根系強(qiáng)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(shí)根系應(yīng)該提供的最小錨固力計(jì)算。沒(méi)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(xiàn)取一局部滑體進(jìn)行分 析，如下圖1所示。圖1中，七%為滑體兩側(cè)受相鄰?fù)馏w氣為滑體重力；F為穿過(guò)潛在滑面根系v的錨固力；

4、L為根系v錨固長(zhǎng)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(nèi)摩擦角；七為滑體滑面 的長(zhǎng)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(shí)際上，式（3）中的Fv sin9v在力分解的時(shí)候存在，但考慮到根系

5、實(shí)際是受拉的，不 會(huì)增加滑體的摩擦力，因此，忽略其增加摩擦力的作用。此時(shí)，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(yīng)該提供的最終小錨固力。根系的抗拉力計(jì)算。設(shè)根系的抗拉力強(qiáng)度為氣，則根系的抗拉力(6)根系實(shí)際能提供的最大錨固力（由最大靜摩擦力提供）如圖2,設(shè)任意穿過(guò)潛在滑面的根系V的錨固段長(zhǎng)為L(zhǎng)，用條分法來(lái)計(jì)算根系表面的應(yīng)力，從而計(jì)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(shè)根系v與土之間摩擦系數(shù)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(gè)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(jì)算坡體穩(wěn)定的時(shí)候是不考慮的，因?yàn)槿绻麑⒏蹬c滑面交點(diǎn)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(dāng)滑動(dòng)發(fā)生時(shí)，5H基本是零，而七的產(chǎn)生要以5H為前提，所以實(shí)際上F對(duì)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(jì)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(jì)算結(jié)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(duì)局部潛在滑體i,有Fv七，穩(wěn)定;不穩(wěn)定。此時(shí)有兩種可能的破壞情況：F產(chǎn)F,，根系拉斷破壞;V Fr，根系拔出破壞。Q根系最小錨固力計(jì)算。當(dāng)f f時(shí)，局部是穩(wěn)定的。此時(shí)，可以據(jù)此求出根系的最小錨固長(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)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(shè)一層潛在滑體，滑面為平面（如圖3所示）。當(dāng)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(shí)，對(duì)其進(jìn)行穩(wěn)定性分