炭质页岩边坡生态稳固技术研究

论文摘要

国内对炭质页岩边坡的防护已有了较多的研究。但是目前对炭质页岩普遍采用挂网喷混凝土、浆砌片石封闭护坡和锚杆锚索护坡,这样虽然能够对边坡形成有效防护,但是与高速公路的生态环保理念相差甚远;而有些针对对炭质页岩的生态防护却偏重于植被的生长和景观的效果,忽略了边坡的浅层稳定问题。本文以广西六寨到宜州的高速公路为依托,针对炭质页岩边坡的浅层稳定性问题和生态护坡做了以下工作:(1)对炭质页岩边坡工程的性质进行研究通过对炭质页岩进行两种不同条件下的室内崩解试验,找到影响炭质页岩崩解特性的主要因素,并对炭质页岩的崩解机理进行分析,探讨崩解循环次数与崩解特性的关系。(2)通过试验对高分子聚合物对炭质页岩的改性效果做出评价。(3)利用FLAC3D计算软件,对某边坡在开挖过程中的应力场、应变场、位移场等参数进行分析,研究分级开挖前后边坡的稳定性。(4)通过对高分子聚合物固化剂的改性效果试验发现聚丙烯酸酯乳液对炭质页岩的粘结性和防水性良好,可作为边坡防护材料。对现场四种不同形态的炭质页岩的松散堆积物进行高分子聚合物的试验研究,并对它们的改性效果和改性机理进行分析。通过试验配制出适合于防护炭质页岩的边坡的固化剂配合比。(5)对固化后的炭质页岩边坡进行植被防护,采用合适的喷混植生配合比及相应的施工工艺对炭质页岩边坡进行防护。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景与研究意义
• 1.2 炭质页岩边坡防护技术的研究现状
• 1.2.1 国内对炭质页岩边坡技术的研究
• 1.2.2 广西地区对炭质页岩边坡的研究
• 1.3 软岩固化与土壤稳固剂国内外研究现状
• 1.4 研究目的
• 1.5 主要研究内容
• 第二章 炭质页岩工程性质及水理性质研究
• 2.1 广西地区的炭质页岩分布情况
• 2.2 炭质页岩工程特性
• 2.3 炭质页岩的水理性质
• 2.3.1 炭质页岩的崩解性试验
• 2.3.2 炭质页岩崩解机理分析
• 2.3.3 炭质页岩循环崩解次数与崩解特性的关系
• 2.3.4 崩解破坏形式
• 2.3.5 炭质页岩的吸水特性
• 2.4 聚合物固化剂对炭质页岩崩解的改善试验
• 2.5 小结
• 第三章 边坡开挖稳定性数值模拟分析
• 3.1 FLAC3D 基本原理
• 3.1.1 空间导数的有限差分近似
• 3.1.2 运动方程
• 3.1.3 应变、应力及节点不平衡力
• 3.1.4 阻尼力
• 3.1.5 计算循环
• 3.2 工程实例概况
• 3.3 三维数值模型建立
• 3.3.1 几何模型建模
• 3.3.2 材料参数及边界条件
• 3.3.3 计算荷载和计算工况
• 3.4 边坡无支护下计算成果分析
• 3.4.1 水平位移
• 3.4.2 垂直位移
• 3.4.3 边坡应力分析
• 3.4.4 计算结果分析
• 3.5 小结
• 第四章 聚合物固化剂治理边坡的现场试验及分析
• 4.1 聚合物固化剂防水材料
• 4.1.1 聚合物固化剂的分类
• 4.1.2 聚合物固化剂乳液的特点
• 4.1.3 聚合物固化剂乳液的成膜机理
• 4.1.4 聚合物固化剂乳液的防水机理
• 4.2 聚合物固化剂的改性效果及分析
• 4.2.1 膜层牢固性
• 4.2.2 膜层防水性
• 4.3 聚合物固化剂对炭质页岩的改性效果及分析
• 4.3.1 聚合物固化剂对炭质页岩松散堆积物的试验研究
• 4.3.2 聚合物固化剂对中风化炭质页岩岩体的试验研究
• 4.4 聚合物水泥改性防水材料
• 4.4.1 聚合物水泥改性防水材料介绍
• 4.4.2 聚合物水泥改性防水材料组成
• 4.4.3 聚合物水泥改性防水材料的成膜机理
• 4.4.4 聚合物水泥改性防水材料的防水机理
• 4.5 聚合物水泥改性防水材料对泥状炭质页岩的防护试验
• 4.5.1 聚合物水泥改性砂浆防水材料的配合比试验
• 4.5.2 聚合物水泥改性砂浆对泥化炭质页岩防护试验
• 4.6 小结
• 第五章 炭质页岩高边坡植被防护技术研究
• 5.1 植被护坡机理
• 5.2 植被护坡施工方法研究
• 5.2.1 喷混植生法
• 5.2.2 施工步骤
• 5.2.3 生态基材喷射设计图
• 5.3 试验结果观察及结论
• 5.4 小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录 攻读学位期间发表论文及参加的科研项目
• 详细摘要