《气候影响下边坡稳定性及其防护技术》

随着超深基坑、超大跨度隧道、高速铁路等涉及国计民生的重大工程项目的投入建设,越来越多的边坡稳定问题亟待解决待解决,现有边坡稳定性及灾害防治、锚固技术及内支撑的工程以及设计施工技术正面临着前所未有的挑战。

针对上述问题,项目组对边坡稳定性及灾害防治、锚固技术、内支撑及其施工技术、模型试验方法及大面积填土质量检测技术进行科技攻关,提出新方法和新技术,解决了边坡支护的一些难题。取得的具有自主知识产权的创新成果有授权发明专利3项;授权实用新型专利3项;公开发表论文14篇,公开出版著作1部;结项2项科技项目。主要研究内容如下:

1.针对边坡稳定性及灾害防治,以平顶山为例,揭示了气候影响下膨胀土抗剪强度参数、膨胀特性参数的变化的规律,得到基坑支护计算过程中土层参数的合理选取方法;并揭示了边坡稳定性的影响因素和边坡稳定机理,提出边坡稳定性评价方法;并提出了气候影响下深基坑支护结构选型及支护技术。实用新型专利“滑坡防治-隔水排水系统”,提出根本解决滑坡问题的新方法和具体措施,结构简单、材料省、成本低。

2.针对锚固关键技术,提出了联合板索锚固构件极限抗拔力计算方法,并揭示了其抗拔机理,解决了联合板索设计和稳定验算等关键技术问题;首次获得了边坡锚固界面剪应力分布,揭示了锚固机理;针对锚杆支护参数对边坡稳定性的影响,利用正交设计方法,得到了锚固边坡在静动荷载下的最优支护方案;“须发锚杆”和“一种复合锚固”专利,结构简单、施工方便、成本低廉,能提供巨大锚固力、改善锚固效果,提高边坡的稳定性。

3.针对边坡模型试验,提出了相似材料正交设计试验方法。对填土边坡压实度快速测定方法进行了深入研究。针对大面积压实土体,提出了基于探地雷达(GPR)检测地基土体压实质量的方法,实现了对大范围地基土压实质量的快速、无损、连续检测与评价。

4.针对深基坑内支撑抗震减震,发明专利“一种预应力金属阻尼器”和“一种三向减震质量调谐阻尼器”,具有广泛的适用性;针对斜撑构件运输安装施工,发明专利“一种建筑斜撑构件运输安装辅助一体机”,具有结构简单、操作方便、机动灵活的特性,施工效率得到显著提高,降低了施工费用,具有很好的社会和经济效益。

推广应用及经济社会效益气候影响下边坡稳定性及防护技术是基础工程领域的关键问题,项目的科研成果完善了学科理论,推动了科技进步。项目整套成果已在省内外单位获得推广应用,显著地降低了工程费用,节约成本约20-30%。项目研究过程中,有研究生和本科生参与研究工作,培养了学生的创新能力,项目成果写入教材中,实现了教学与科研的有机结合。

成果说明

气候影响下边坡稳定及锚固技术是基础工程领域的关键问题,“气候条件下边坡稳定性及其防护技术”项目针对此进行了深入系统研究。 本项目研究了气候影响下平顶山膨胀土的特征参数,处理后的膨胀土参数相比较原状态参数更符合工程需要,为基坑工程的设计提供了可靠理论依据。项目的科研成果在平顶山市地质工程处、上海昌发岩土工程勘察技术有限公司等单位的工程中得到了推广应用。对不同支护形式的深基坑防护技术进行研究,得到了科学合理的深基坑防护方法,具有区域针对性和创新性,应用于工程设计中,优化了设计方案。项目正确认识了深基坑土体性

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