膨胀土边坡
膨胀土边坡的破坏机理及防治措施
膨胀土边坡的破坏机理及防治措施摘要：膨胀土是一种具有吸水膨胀、失水收缩特性的高液限粘土，工程性质极差。
若处理不当，对大型渠道、高速公路、铁路等工程会产生严重影响。
因此，研究膨胀土边坡的破坏特征与机理，寻找更加绿色、环保、安全和经济的处理措施，是非常有必要的。
为此，文章从膨胀土边坡的破坏机理出发，提出了膨胀土边坡的防治措施，以供参考。
关键词：膨胀土；边坡；破坏机理；防治措施1 膨胀土边坡滑坡的机理分析发生在膨胀土地层的滑坡一般具有浅层性、渐进性和长期性的特点。
浅层性即膨胀土滑坡的深度一般在2~4m之间，最深不超过6m。
渐进性表现在滑坡往往从底部开始，逐渐向上发展。
膨胀土滑坡的长期性表现在滑坡过程可持续很长时间，许多膨胀土边坡在使用几年甚至几十年后仍发生失稳现象。
膨胀土以胀缩性、裂隙性和超固结性而危害工程。
导致膨胀土边坡失稳的影响因素主要分为内外因素两大类。
内在因素中裂隙性是关键因素，胀缩性是产生裂隙的内因，而超固结性则是促进因素。
外在因素包括气候变化、开挖卸载、地下及地表水作用等。
1.1 降雨作用降雨入渗对非饱和膨胀土边坡的直接影响是使得边坡土体中（特别是浅层土）吸力降低或孔隙水压力升高。
孔隙水压力的升高使“有效应力”降低，从而导致土体抗剪强度降低。
另外，吸力的降低将使得原来非饱和土层在竖向发生膨胀，土体因膨胀而发生软化，也将导致土体抗剪强度的降低。
因此，降雨入渗对非饱和膨胀土的影响是双重的，它是降雨诱发膨胀土边坡失稳的主要原因之一。
据不完全统计，铁路边坡稳定破坏的80%都在降雨期间或降雨后发生。
1.2 膨胀土开挖时对土体产生卸荷作用开挖边坡改变了原来的地形地貌，使得坡脚临空，失去横向支撑，土坡上的荷载被卸除，膨胀土内的裂隙得到扩展，同时，膨胀土在开挖后，形成的水平应力远大于垂直应力，并且从上到下递增。
这样边坡往往从坡脚开始失稳，形成边坡的牵引式与迭瓦式滑动。
1.3 地下及地表水的作用地下水位上升与下降的交替变化，使得在水位附近的土体在浸水与脱水的反复中逐渐软化。
膨胀土地区边坡滑坡原因分析及治理措施交流人
二、膨胀土滑坡治理措施
1、换填优良土壤进行护面
在膨胀土边坡外侧部位换填优良土壤，可以减少坡面的自然膨胀变 形，起到外坡防护作用。该方法施工成本低，操作方便、效果显著。
例如：汉中西项目K361+900—K361+950段，挖方高度6.3 米，一级 边坡，坡率1:1，土质为强膨胀土，设计防护形式为C15片石混凝 土小矮墙+C25拱形衬砌植草灌。在片石混凝土小矮墙施工完成后，右侧坡 面受持续降雨冲刷影响，表面土体大面积滑坡失稳，顺坡面方向滑坡，滑 坡体最低点高于小矮墙顶50㎝，滑坡进深2.3m，滑坡长度47米。
2、不合理施工
路堑开挖的不合理施工导致膨胀土边坡滑坡主要是 由于边坡的力学平衡遭受破坏而引起的，在道路工程建 设中，路堑开挖可能引起边坡的坡脚卸荷，并且失去横 向支撑力，最终导致边坡应力的集中或再分布。另外， 在道路边坡施工过程中，大量的弃土堆积于斜坡，增加 了坡体的重量，形成较大的边坡超载。由于膨胀土边坡 的加载助推，增加了边坡下滑力，导致膨胀土边坡滑坡 的产生与发展。
1、裂隙作用
无论膨胀土是何种类型，一般都是由两种以上的裂隙组合 而成，形成工程特性较差的裂隙结构体。膨胀土的裂隙多数较 为分散，严重削弱了土体的强度，特别是在裂缝附近产生应力 集中现象时，一旦超出了土体的峰值强度，裂隙中的某一点的 强度就会明显下降。在自身遭受破坏的同时，将剩余应力转移 至附近的土体，使得边坡的强度降至接近于残余强度，如果膨 胀体裂隙的应力集中现象继续发展下去，将导致边坡出现不同 程度的滑坡现象。
低山膨胀土路堑边坡柔性挡墙施工工法
低山膨胀土路堑边坡柔性挡墙施工工法一、前言土路堑边坡是建设工程中常见的工程地质问题，低山膨胀土的路堑边坡稳定性更为脆弱。
采用柔性挡墙作为支护结构，可以有效提高边坡的稳定性并且不会对环境造成污染。
本文将介绍低山膨胀土路堑边坡柔性挡墙施工工法。
二、工法特点柔性挡墙是一种具有柔性、透水性、透气性、透光性、环保性等特点的挡土结构。
其主要特点包括以下几个方面：1、柔性：柔性挡墙采用的材料柔性而不刚硬，可以随着土体的沉降和变形而发生相应的变形，从而起到承载和支撑土体的作用。
2、透水性：柔性挡墙的结构中充满了许多微小的空隙和孔隙，使得水能够轻松地渗透到土体内部，并且能够快速排出土体内部的水分。
3、透气性：柔性挡墙的结构中还存在许多小孔，使空气能够从空隙中通入土体内部，从而有效保障了土体的通气性。
4、透光性：柔性挡墙的材料通常为有机材料，可以让自然光线透过表面，柔和地照亮土体表面，同时避免产生反光。
5、环保性：柔性挡墙采用环保材料，不会对环境造成污染。
三、适应范围低山膨胀土路堑边坡柔性挡墙适用于山地公路、铁路及城市道路等边坡支护。
其适用范围如下：1、边坡高度不大于10米。
2、边坡坡度不大于30度。
3、土体松散，透气性和透水性强，物理力学性质复杂。
4、周边环境湿润、多雨、常年有水，对边坡稳定性影响较大。
4、支护效果要求不高。
四、工艺原理对施工工法与实际工程之间的联系，采取技术措施进行分析和解释，让读者了解该工法的理论依据和实际应用。
主要有以下几个步骤：1、将边坡切割并预留钢筋，进行清理和加固。
清理边坡松散土壤和植被，铺设一层1:1.5水泥砂浆与原土夯实。
2、挖槽并打桩。
在底部挖槽并按设计要求锤入钢筋混凝土桩或钢筋预应力桩。
3、固定支撑构件。
在桩上固定支撑构件，并使之与路面、围墙等建筑物连接起来，形成整体的支撑结构。
4、安装挡土网格。
安装挡土网格，并使用钢筋固定在支撑构件上。
根据设计要求，可以设置不同的倒伏度和网格张力，以达到不同的支撑效果。
膨胀土边坡工程防护与加固方案
膨胀土边坡工程防护与加固方案膨胀土路堑边坡防护与加固措施，可以分为表水防护、坡面防护和支挡防护三类，工程中大多是三种结合使用。
1．表水防护设置各种排水沟，建立地表排水网系，截排坡面水流，使表水不致渗入土体和冲蚀坡面。
水是膨胀土边坡的天敌，常有无水不滑之说，因此，治滑必须先治水，这是保证边坡稳定的重要工程措施。
排水包括地表排水与地下水两个方面，地表排水以防渗和拦截滑体以外地表水、及时旁引为原则，地下排水以尽快汇集、及时疏导引出为原则。
由于膨胀土的水文地质特征，决定膨胀土中的地下水多为浅层裂隙水性质，而且具有极不均一性，在膨胀土滑坡整治中，一般采用综合排水的措施，可以收到好的效果。
归纳膨胀土滑坡整治中采用的各种设施，有包括防渗和截水的天沟、吊沟、侧沟、排水沟；有疏导相结合的支撑渗沟、渗水井、渗水暗沟，挡墙后盲沟和排水隧洞等。
(1)地表排水网加强地表排水措施，建立地表网系，对于整治膨胀土滑坡具有特殊重要意义。
以往成功的经验是：天沟、侧沟、排水沟紧密相连，三沟汇水齐归涵，同时，要求所有排水系统，应一律浆砌，随时检查维修，防止积水或淤塞，保证排水畅通。
水是膨胀土产生胀缩变形与风化的直接重要因素，同时，是坡面冲蚀的直接外营力。
因此，表水防护的目的是要截排坡面水流，使表水不致渗入土体和冲蚀坡面，可以分级设置各种排水沟，建立地表排水网系。
①天沟：是坡面排水网系的第一道防线，必须有效可靠。
天沟道数和天沟深度，应视上游坡面汇水面积大小和边坡堑顶上方是否有地表水，如水田、水塘和水渠渗漏等而定。
当坡面汇水面积大，有上方水体渗漏时，可设置两道天沟分别拦截渗漏水流，再距堑顶外30-40m设置第二道天沟，拦截剩余坡面水流或渗漏水流。
所有天沟必须一律采取浆砌等防渗漏和防冲刷措施。
②边坡平台排水沟：台阶形边坡应在每一级边坡平台内侧设置纵向排水沟，截排上部坡面与平台水流。
排水沟应设在坡脚外侧，在排水沟与坡脚之间必须设置一定宽度的水沟平台，以防坡脚冲蚀和浸水膨胀变形，边坡平台与纵向排水沟均应采取混凝土防护或浆砌片石加固等防渗漏与冲刷措施。
膨胀土边坡病害的防治
膨胀土边坡病害的防治膨胀土具有胀缩性、多裂隙性、超固结性、易崩解性、敏感性等特征，因此，其滑坡治理应针对以上特性进行设置，方能达到有效的处治的目的，否则可能“越治越滑、越治规模越大”。
一、膨胀土边坡病害的防治原则膨胀土边坡病害防治贯彻“防水、防风化、防衰减”的三防原则。
1、防水：水是膨胀土病害发生的重要诱发因素，根据有关研究，膨胀土的含水率达到30%以上时，往往边坡的稳定性将会发生质的变化，因此，“治坡先治水”是膨胀土滑坡防治的核心之一。
2、防风化：膨胀土是典型的易风化地层，尤其是大气影响层范围内的土体极易由于风化而导致其力学性能恶化，造成边坡病害的发生。
3、防衰减：由于膨胀土的胀缩性、超固结性、敏感性等特征，边坡的开挖极易造成膨胀土结构破坏、强度快速衰减，从而导致边坡即使具有很缓的坡率仍会发生滑坡。
二、膨胀土边坡病害防治措施1、膨胀土边坡病害的预防1.1、正确认识膨胀土的危害。
对于大面积出露而后期可能存在大型滑坡或滑坡群危害的可能时，应及时进行线路的绕避。
1.2、依据膨胀土的特征合理选择防治工程措施。
一是要尽量避免深挖路堑和高填路堤的出现，二是要选择合理的坡形坡率与针对性的工程措施，切忌一味放坡和强行支挡。
1.3、尽量选择旱季施工。
膨胀土地区宜尽量选用少雨的旱季施工，并应做到优先设置截排水工程，后再进行坡体开挖或填筑的原因。
工程施工时宜做到快挖快防，尽量做到“防水、防风化、防衰减”的三防原则。
1.4、合理进行膨胀土边坡养护。
膨胀土边坡应贯彻“管、养”结合的原则，尽量将病害控制在初期，对边坡的防治工程措施进行定期的巡查和养护，发现病害及时处治。
2、膨胀土边坡病害的处治措施膨胀土边坡病害处治贯彻截排水优先，合理坡面防护与边坡支挡相结合的原则。
2.1、水是膨胀土滑坡处治的首选工程措施，结合膨胀土往往具有多层裂隙水的特征，合理地设置截排水工程措施，是膨胀土滑坡防治的关键。
膨胀土滑坡的治水包括坡面地表水防治与坡体地下水防治两个方面，其措施包括截排水沟、绿化防护、截排水盲沟、盲洞、集水井、仰斜排水孔等。
膨胀土边坡的综合治理技术
膨胀土边坡的综合治理技术
针对膨胀土边坡具有逢堑必滑、无堤不塌的极端特殊性与严重性，防治膨胀土滑坡必须贯彻先发治坡、以防为主的总原则。
实践证明，相对稳定的坡率还必须与其他工程项目相结合，相辅相成，共同作用，才能维持好一个稳定的边坡，必须针对边坡的特性(膨胀土的胀缩性，裂隙发育情况，软弱结构层面，坡高坡长，坡率等)、环境的影响(大气降雨量与蒸发量，地下水下地表径流方式等)，结合边坡各部位可能产生的应力种类和大小，采取相应的处理、预防措施，进行综合治理。
二、膨胀土滑坡预防
1．膨胀土滑坡的防治原则
①防水：水不仅是滑坡的直接诱发因素，而且是胀缩循环的直接因素，在膨胀土滑坡中具有双重危害作用。
因此，防治膨胀土滑坡必须本着治坡先治水，防滑先防水的原则，一是防止地表水和大气降水渗入边坡土体，二是及时疏导地下水。
②防风化：膨胀土的抗风化能力很低，尤其是地表浅层土体在大气风化营力作用下，容易形成风化软弱层，常是产生滑坡的危险结构面。
③防反复胀缩循环：膨胀土反复吸水失水产生胀缩循环效应，常在地表浅层形成胀缩变动带，使土体结构破坏，强度降低，导致滑坡的产生。
④防强度衰减：土体抗剪强度衰减，是造成边坡渐进破坏，产生滑坡的直接原因。
2．膨胀土滑坡预防。
膨胀土对基坑边坡影响分析
膨胀土对基坑边坡影响分析1.研究意义膨胀土具有吸水膨胀失水收缩的性质，而膨胀土基坑边坡破坏主要发生在暴雨工况下，而暴雨对膨胀土基坑边坡稳定性的影响主要表现在两个方面。
一是水对土体软化，降低土体强度；二是膨胀土吸水膨胀，产生一个附加的膨胀力。
但是，目前在基坑边坡支护设计中，主要通过经验的手段，用降低土体的强度指标的方法来考虑膨胀土吸水产生膨胀力的影响；而回避了膨胀土吸水产生膨胀力的重要性质。
这样处理具有盲目性，会造成严重的工程浪费或者工程破坏。
因此，我们必须通过精确计算，得到膨胀土吸水膨胀后的膨胀力分布情况。
2.1应力反分析侧土压力原理本文通过在悬臂梁钢筋计上贴应力片可得到钢筋计不同高度的应力大小，基于应力与桩的侧土压力间没有直接联系，本文借助中间参量弯矩，使实测钢筋计拉力与桩的侧土压力建立关系。
2.1.1运用三次样条插值求连续应力值样条曲线可由分段三次曲线拼接而成，在连接点即型值点上，不仅函数自身是连续的，而且它的一阶和二阶导数也是连续的，由此抽象出数学模型-样条函数。
利用样条函数进行插值，即取插值函数为样条函数，称为样条插值函数。
为了利用桩身弯矩反分析桩侧土压力，本文将构造三次样条函数，通过计算分析我们得到了桩身弯矩反分析桩侧土压力。
（1）（2）可根据插值区间[a，b]的两个端点边界条件补充两个方程以求解未知数，则式（2）可得出桩身弯矩的样条函数。
2.2根据应力反分析侧土压力2.2.1 监测数据分析本文在综合考虑场地条件的情况，结合实际，决定分析一个监测断面的数据。
我们分析得到开挖前，悬臂桩周围土体未发生扰动，侧土压力相互平衡，基坑未产生大变形。
开挖阶段，由钢筋应力图可以看出钢筋计所测拉应力均比较小，最大值不超过4KN。
并且应变曲线呈水平，未发生大的变形和裂缝。
因此可认为基坑在开挖至开挖完成阶段，悬臂桩支护未发生破坏，能够承担侧土压力。
开挖完成以后，由于降雨等影响，钢筋拉应力和桩身应变逐渐增大，但增加幅度不大。
膨胀土边坡的破坏机理及防治措施
膨胀土边坡的破坏机理及防治措施Abstract：Before applying expansive soil to practical engineering，some technical measures should be taken to deal with its unique characteristics of water absorption expansion and water loss shrinkage. In the process of treatment，we need to use the correct treatment method，otherwise it will bring serious hidden trouble and cause unnecessary loss. This paper first analyzes the failure characteristics and mechanism of expansive soil slope，and then expounds the prevention and control principles of expansive soil slope，and finally puts forward the prevention and control measures of expansive soil slope.Keywords：expansive soil;side slope;failure mechanism;prevention and control principle;prevention and control measures1 膨胀土边坡的破坏特征1.1 季节性由于膨胀土具有吸水膨胀、失水收缩的物理特性，因此雨水会影响膨胀土的工程性能。
据统计显示，膨胀土边坡坍塌、溜塌、滑坡及失稳等现象往往出现在降雨期间。
膨胀土边坡挡墙施工方案
膨胀土边坡挡墙施工方案1. 引言膨胀土边坡是指通过将挡墙嵌入膨胀土中，来实现边坡稳定的一种施工方法。
膨胀土边坡挡墙施工方案是为了解决边坡不稳定导致的土石流、滑坡等地质灾害。
本文将详细介绍膨胀土边坡挡墙的施工方案，包括施工前的准备工作、挡墙结构设计、挡墙材料选用、施工方法和施工后的监测与维护。
2. 施工前准备工作在进行膨胀土边坡挡墙的施工前，需要进行以下准备工作：2.1 土壤调查对边坡土壤进行详细的调查与分析，了解土壤的物理性质、力学性质和膨胀度等参数，以确定挡墙的设计参数。
2.2 勘测测量对边坡的形状、尺寸进行勘测测量，确定挡墙的高度、长度和倾斜角度等参数。
2.3 设计计算根据土壤调查和勘测测量结果，进行挡墙结构的设计计算，确定挡墙的类型、墙体厚度、墙体高度和挡墙的稳定性。
2.4 施工方案制定根据设计计算的结果，制定膨胀土边坡挡墙的施工方案，包括施工过程的具体步骤、施工时所需的设备材料和施工人员的安排等。
3. 挡墙结构设计根据施工前的准备工作，确定膨胀土边坡挡墙的结构设计参数，主要包括挡墙的类型、墙体厚度、墙体高度和挡墙的稳定性。
3.1 挡墙类型常见的挡墙类型包括重力式挡墙、悬臂式挡墙和桩墙等。
根据边坡土壤的物理性质和施工条件，选择合适的挡墙类型。
3.2 墙体厚度根据挡墙的设计荷载和施工条件，确定墙体的厚度，以保证挡墙的强度和稳定性。
3.3 墙体高度根据勘测测量结果和挡墙的设计荷载，确定挡墙的高度，以满足边坡的稳定要求。
3.4 挡墙稳定性通过稳定性计算和有限元分析等方法，对挡墙的稳定性进行评估，确保挡墙能够承受边坡的荷载。
4. 挡墙材料选用在选择挡墙材料时，需要考虑以下因素：4.1 强度和稳定性挡墙材料应具有足够的强度和稳定性，以满足挡墙的设计要求。
4.2 耐久性挡墙材料应具有良好的耐久性，能够抵抗风化、腐蚀和水侵蚀等因素的影响。
4.3 施工性挡墙材料应具有良好的施工性，方便施工人员进行安装和固定。
膨胀土边坡稳定性分析
引言膨胀土属于特殊土，分布较为广泛并且对工程建筑物危害较大。
大量的粘土矿物是膨胀土具有膨胀结构的根本原因，其中蒙脱石的存在会使得土体易于开裂、亲水性强、胀缩性高，同时膨胀土的液限也很高。
判断一种土是否为膨胀土的依据就是液限和自由膨胀率，当液限和自由膨胀率均大于40%时，判别为膨胀土[1]。
膨胀土的破坏特性是复杂的，具有潜在性、反复性和长期性，全世界由膨胀土造成的损失很大，甚至超过了洪水、飓风、地震和龙卷风所造成破坏的总和[2]。
美国专门组织召开膨胀土大会，国际工程地质大会、国际土力学及基础工程大会以及地区性的会议都会针对膨胀土的研究进行交流探讨，在此的背景下，国际上制定了一些相关的规范。
我国在20世纪五六十年代开始注重膨胀土带来的一系列问题。
当时的研究程度不够深入，在膨胀量和膨胀力以及引起膨胀的相关因素方面的研究成果很少[3]。
1膨胀土边坡稳定性研究现状1.1强度准则传统的摩尔库伦准则是应用最广泛、认可度最高的强度理论，后续的很多新理论都是在摩尔库伦理论的基础上建立起来的。
由于自然条件下膨胀土边坡为非饱和土，故目前研究的热点集中在非饱和土力学。
Bishop 等于1960年提出了非饱和土抗剪强度的有效应力公式[4]:式中，x 为待定系数，u a 为空隙气应力。
Fredlund 等于1975年提出了非饱和土抗剪强度公式:式中，φ″为吸力引起的摩擦角。
以上学者提出的公式虽然得到了国际上很多转接学者的认可，但是还是存在缺陷，Bishop 法u a -u w 数值难以测定，Fredlund 法φ″的测定非常复杂，都未能在工程中大量应用，应用最广的依然是摩尔库伦强度准则。
1.2膨胀土边坡裂隙开展深度膨胀土裂隙开展深度对土体稳定性影响非常的大。
膨胀土在不同的温度、含水量等作用影响下产生应力不均匀分布，于是产生相应的应变。
膨胀土形成的众多裂隙致使其结构稳定性降低，导致膨胀土体工程性质变得极差。
因此研究其裂隙扩展深度极其重要。