干旱地区路堑边坡稳定性评价方法研究论文_庞宏

身份证号码:42232219791110XXXX 湖北咸宁 437000

摘要:内蒙古阿拉善左旗地区地处我国北部,为典型的温带干旱、半干旱季风气候。平均年降雨量为400mm 左右,降雨期多集中在6~8月份,年最大蒸发量为2000mm以上。由于为内陆地区,距离大海较远,夏季受太平洋温暖潮湿气候影响较小,降雨量小,且多集中在夏季的6~ 8 月份,并占全年降雨量的70%,一次降雨时间短,强度大,常常伴随着冰雹出现,极具破坏力。根据工程地质分区,内蒙干旱地区路堑边坡研究的区域为:温润季冬区内的沙地沙化区(Ⅱ-1区)、严寒干旱区内的蒙古高原区(Ⅲ-4区)及干旱区(Ⅳ区)。

本文通过调查分析、室内模型试验、岩土工程建模计算、计算机仿真分析和实体工程试验段相结合的方法进行系统分析研究,系统全面的解决依托工程内蒙古省际通道一级公路边坡设计施工技术难题,并总结严寒干旱地区公路路堑边坡山体的失稳评价及边坡设计施工技术方法。

关键词:干旱地区路堑边坡稳定性

1.1气候

1.1.1气候特征

路线段落所经地区的自然区划属西北干旱地区Ⅵ2。气候特征属温带大陆性气候,冬季漫长,春季多风少雨,夏季炎热短促,秋季气温凉爽,昼夜温差大、湿度小。

1.1.2日照与辐射

(1)日照:K15+280~K15+400、K19+220~K15+445和K21+380~K21+680路段位于北纬39°15′~39°30′之间系荒漠干旱区,经常晴朗无云。大气透明度好,日照时间长、百分率高,光能丰富。

(2)辐射:阿拉善左旗地区太阳辐射度强,辐射量高。夏季辐射量大,冬季辐射量小,春季辐射量多于秋季。见太阳辐射年总量为149.9千卡/平方厘米。

1.1.3气温与无霜冻期

(1)常年最冷月为1月,平均最低气温-9.7℃,极端最低气温为-30℃。

常年最热月为7月,平均气温为21.9℃,极端最高气温为 34.9℃。

(2)无霜期见无霜冻期统计表1。

1.1.4降水与蒸发

(1)降水:阿拉善左旗地处内陆腹地,远离海洋,属中温带干旱区。全年降水主要集中在7~9月份且降雨量较大、历时较短,对地表冲刷较严重。

(2)蒸发:公路路线地区日照充足,辐射强烈,致使蒸发量大于降水量。蒸发量主要在夏季的4~8月,占全年蒸发量的70%。

1.1.5风向与风速

公路沿线地处温带荒漠干旱区,为典型的大陆性气候,风沙大。贺兰山地形和地表粗糙度对气流几乎没有影响。除7~9月受东北风或东风影响外,其余各月大多为西北风。年平均风速为2.9~5.0米/秒。

1.1.6水文

路线所经地区地下水位较深,地表排水良好,河流均为季节性河流,只有雨季发生洪水下泄。由于降雨集中且时间短,纵坡大,所以洪水汇集历时较短,对边坡坡面及地表冲刷较严重。

1.1.7地震

阿拉善左旗地质构造复杂,贺兰山南北向构造带断裂活动强烈、为地震频繁区。近代地震活动不断,具有频率高、强度大、呈现明显周期性活动等特点,根据国家地震烈度区划图,路线所处位置地震基本烈度为 7.5度区,但末发生过成灾地震。

1.2地质与地貌

由于内蒙地区特殊的自然地理条件,造成内蒙地区气候干燥,冬季寒冷,自然条件恶劣,植被稀少。地貌特征为:草原、沙地、沙漠、戈壁等。在工程地质分区上属于干旱区(Ⅳ区)。

以下是几个重点调查路段的地质地貌:

(1)K15+280~K15+400 山体走向为155°,属于单斜构造;坍塌长度140米,坡高24.5米,设计边坡坡率为1:0.5;岩体为花岗片麻岩;性脆,山体裂隙发育,其坡面被降水切割严重,山体裂隙较发育,岩石风化严重,受构造内力的强烈挤压和强烈风化,自然稳定度遭到破坏;另加路堑开挖爆破时,由于产生爆破振动,使山体裂隙更加松动,且山坡面出现多处裂缝,其中最宽处为6cm,多处裂缝与岩体产状平行,岩体破碎,出现大面积坍塌现象,在山体背后有较宽较长的裂缝。有多处坡面岩石处于松散状态,给行车安全造成隐患。山体覆盖土层较薄,植被稀疏,山体水土流失较严重(参见图1)。

(2)K19+220~K19+445山体走向为40°,属于单斜构造;坍塌长度225米坡高30米,设计边坡坡率为1:0.5;岩体为岩浆岩中的侵入花岗岩。山体裂隙发育,其坡面被降水切割严重,山体裂隙较发育,岩石风化严重,受构造内力的强烈挤压和强烈风化,自然稳定度遭到破坏;路堑开挖爆破时,产生爆破振动,使山体裂隙更加松动,山坡表面出现多处裂缝且多处裂缝与岩体产状平行;另有多处坡面岩石处于松散状态,岩体破碎,此段段落较长,山体较高,坍塌范围较大;从而给行车安全造成隐患。山体覆盖土层较薄,植被稀疏,山体水土流失较严重(参见图2、3)。 1:0.5;沙的来源为贺兰山北面的乌兰布和沙漠。路两侧边坡已采取坡面防护,左侧护面墙长300米,高8.0米;右侧护面墙长300米,高17.0米。两侧边坡顶面的天然植被稀疏,对风积防止沙的移动作用不大(参见图4、5)。 (3)K21+380~K21+680段下部为花岗岩,上部为风积沙,属第四纪堆积物,走向为75°。段落长300米,高13.0米,设计边坡坡率为1.3植被发育情况

内蒙地区植被类型的主要特点是,在群落组成中,多年生、旱生低温草本植物占优势。建群植物主要是禾本科,即禾科,并随湿润程度的不同,或多或少的杂草类及一些旱生的灌木和半灌木。

内蒙的草原类型在东部为温带禾草、杂草类草原,中部为温带丛生禾草草原,即典型草原或干草原,西部为温带丛生矮禾草、矮半灌木草原,即荒漠草原。在植被组成中,从东向西,杂草类数量逐渐减少,旱生灌木和半灌木逐渐增多,反映出气候的干旱程度逐渐增加。

第二章 边坡放坡坡率的实验研究

2.1实验目的

测定不同岩土材料自然堆积时的休止角,用以指导实际工程中边坡放坡的坡率。

2.2实验材料

实验材料分别为取自施工现场的砂、红砂岩和粗粒土(图2-1)。测定了其各自的物理力学指标见表2-1。

图2-1 试验材料

2.3实验方法及仪器 室内实验仪器为天然休止角测定仪如图2-2所示。

论文作者:庞宏

论文发表刊物:《基层建设》2018年第5期

论文发表时间:2018/5/22

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