纤维加强型松散边坡坡面防护新材料研究

发布时间：2017-10-22 17:06

  本文关键词：纤维加强型松散边坡坡面防护新材料研究

  更多相关文章： 双聚材料 加固土纤维 土椰棕丝纤维 边坡防护 天然冲刷

【摘要】：公路路基边坡破坏是公路工程中常见的地质灾害,主要来源于雨水冲刷,当松散的路基土暴露于干旱与暴雨交替的环境中受到雨水冲刷、下渗时,极易发生水土流失,而引起路基坍塌。对于公路路基边坡抗冲蚀问题的研究,尤其是新型防治方法的开发利用的研究较为贫乏。本文对旱寒的气候特征与荒漠化生态环境特征,针对已有双聚高分子边坡加固材料的性质,进行进一步加强的研究。本文主要采用纤维掺量、纤维长度、双聚材料掺量为三个因素,并分别取其3个水平的三因素三水平正交试验,通过考察渗透系数、抗压强度和直剪强度来得到这三个因素的最佳组合配比。在此配比的基础上进行干湿循环和冻融循环试验,并以未加入纤维的试样作为对比试验参照组,考察其在这两种环境下的各项性能。其中干湿循环通过考察其形态特征、渗透系数、直剪强度变化,冻融循环则通过考察形态特征、渗透系数、抗压强度和直剪强度的变化来进行分析。得出了纤维加强型双聚材料加固土的结构和作用机理。完成室内试验对纤维加强型双聚加固材料的初步考察后,在四川省理县薛城镇小岐隧道北侧,杂谷脑河左岸的天然崩塌堆积扇进行野外工程实践,设立天然坡面、三维网喷播护坡、格构护坡作为对比组,对其天然条件冲刷过程中的植被发育、产流产沙情况进行评价,进一步验证了该材料的野外应用可能性。论文取得的主要结论如下:(1)针对粉砂土,通过正交试验,得出了纤维加强型双聚材料加固土的最佳配比,使最终配制的新型加固土具有防渗性能好、强度高、抗崩抗冻性能好的特征。(2)纤维加强型双聚材料的耐干湿循环能力显著,虽然在循环过程中随着双聚材料的轻微流失,该材料的含水率、抗剪强度、渗透性有一定程度的下降,但纤维的加入对干湿循环过程中吸湿脱湿体积变化有显著的抵抗干扰作用,达到了我们旨在加强的预期。(3)该材料的抗冻融循环能力卓越,在冻融前后未出现明显的冻胀,无裂隙产生。但材料强度有一定范围内的下降趋势,值得进一步研究。(4)在野外实践过程中,我们通过观察对比纤维的加入能明显抑制双聚加固土的干缩裂隙发育,且在天然降雨条件下的抗冲蚀性能较另三个实验对比坡面显示出压倒性的优势,基本未发生冲蚀现象。(5)此种纤维加强型双聚加固材料对植被萌芽、生长的辅助作用非常明显:其萌芽率和发育情况较另三个对比坡面在1.5~2倍之间。在松散坡面上发挥前期抗冲蚀,后期固根的作用。而后与植物根系相互作用,在坡面纵向和横向均可使得防渗固化效果得到加强。(6)材料在野外实验中体现的防渗固化性能得到充分的检验,效果十分优异,具备进一步推广研究的价值。
【关键词】：双聚材料 加固土纤维 土椰棕丝纤维 边坡防护 天然冲刷
【学位授予单位】：成都理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U416.1
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 引言10-20
• 1.1 选题依据及研究意义10-11
• 1.1.1 选题依据10
• 1.1.2 研究意义10-11
• 1.2 国内外研究现状及存在的问题11-17
• 1.2.1 土壤固化剂加固土研究现状11-13
• 1.2.2 植物纤维应用于边坡防护的研究现状13-16
• 1.2.3 存在的问题16-17
• 1.3 研究内容及技术路线17-18
• 1.3.1 研究内容17-18
• 1.3.2 技术路线18
• 1.4 论文创新点18-20
• 第2章 双聚新型材料加固松散边坡坡面性能与机理研究20-36
• 2.1 双聚新型材料加固松散边坡的性能分析20-31
• 2.1.1 双聚新型材料加固土的理化性质20-24
• 2.1.2 双聚新型材料加固土的强度24
• 2.1.3 双聚新型材料加固边坡的抗冲刷性24-31
• 2.2 双聚新型材料加固松散边坡的机理分析31-33
• 2.3 双聚新型材料加固边坡的待加强点33-34
• 2.4 本章小结34-36
• 第3章 纤维加强型双聚加固材料正交试验36-46
• 3.1 正交试验设计36-41
• 3.1.1 供试材料36-38
• 3.1.2 试验流程38-41
• 3.2 试验结果41-42
• 3.2.1 试验计算方法41-42
• 3.2.2 试验计算结果42
• 3.3 材料配比及掺量正交分析42-45
• 3.3.1 材料配比分析42-45
• 3.3.2 植物纤维掺量分析45
• 3.4 本章小结45-46
• 第4章 纤维加强型加固土性能测试46-66
• 4.1 干湿循环试验46-57
• 4.1.1 试验制备及方法46
• 4.1.2 试验结果及分析46-57
• 4.2 冻融试验57-64
• 4.2.1 试验制备及方法57
• 4.2.2 试验结果及分析57-64
• 4.3 本章小结64-66
• 第5章 工程现场应用效果66-80
• 5.1 实验区基本情况66-69
• 5.1.1 区域地质环境条件及气候条件66-68
• 5.1.2 实验区坡面工程问题68-69
• 5.2 实验工程概况69-71
• 5.2.1 场地布置69-70
• 5.2.2 数据采集装置布置70-71
• 5.2.3 现场实验过程71
• 5.3 实验工程效果检验71-79
• 5.3.1 植被变化特征71-74
• 5.3.2 冲刷破坏特征74-77
• 5.3.3 防渗效果77-79
• 5.4 本章小结79-80
• 结论80-82
• 致谢82-83
• 参考文献83-86
• 攻读学位期间取得的学术成果86

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本文编号：1079267