公路路基滑塌力学病理分析

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某高速公路新填路堤滑塌机理分析与治理

某高速公路新填路堤滑塌机理分析与治理
( 江苏省交通科学研究院 , 江苏 南京 2 0 1 ) 10 7 摘 要: 通过对某新 建路堤破坏现 象的分析 , 探讨其 滑塌 的整 个过程 , 并通过现 场实地勘 察明确导致滑塌的主要
因素 , 而制 定合理 的治理方案 ; 进 并在此基础 上 , 出预 防路堤 滑塌的措 施 , 提 为今后 的高速公路设计和施 工提供
路堤在修筑过程 中, 由于各种原 因 . 出现路 会 堤滑塌 、 路面开裂 、 路堤下部土体隆起 和路堤塌方 等方面的问题 。 图 2 如 所示 。该高速公路路堤出现 的 问题 是上 述 4个破 坏 现象 的综 合 体 现 , 文结 合 本
现 场 施 工 过 程 和 路 堤 破坏 后 的 特 征对 整 个 破 坏 过
程 进 行分 析 。
作者 简介 : 张晓东(95 )男, 17 一 , 江苏靖江人 , 工程师 , 主要从事岩土工程方面的设 计工作。

l ・ 6
现 代 交 通 技 i t i
3 隙 比大 、 孔 渗透性小 、 压 缩性高和抗剪强度低等不 良工程特性 。 使得高速公 路在建造过程 中出现滑塌失稳现象。
本 文 针 对 某 高速 公路 新 填 路 堤 在 施 工 过 程 中
图 1 某 高 速公 路 路堤 示意 图
在高速公路的路堤修筑过程中。路面中心轴线 附近处出现两三道细微 的裂隙 , 宽度大约在0 m。 .m 5 沿 路 的伸 展方 向长 约 5 .m. 路 基 两侧 地 面 出 现 00 且 隆起现象 。在下 了一场暴雨后 , 路面的 3 道细微裂 隙发展成明显的裂缝 , 宽度大约在 3 m左右 , m 表明
第 5卷 第 6期 20 0 8年 1 2月
现 代 交 涵 技 术

简析公路路基高边坡的病害以及防护措施

简析公路路基高边坡的病害以及防护措施

简析公路路基高边坡的病害以及防护措施公路路基高边坡是指公路沿线的土质边坡,在道路建设中起着非常重要的作用。

由于边坡经受着各种外力的影响,容易出现各种病害,影响道路安全和使用寿命。

对公路路基高边坡的病害及防护措施进行简析,有助于加强对该问题的认识,有效避免和减少边坡病害对公路安全的影响。

一、常见的公路路基高边坡病害(一)坡面塌泥坡面塌泥是指边坡上表土的自然松动或在外界力的作用下坠落的现象。

其主要原因包括地势陡峭、土壤结构松散、水土流失等。

坡面塌泥对路面和行车安全构成威胁,需要采取措施进行防护。

(二)滑坡滑坡是指边坡土体在外部作用力下突然向下滑动或滚动的现象,造成严重危害。

滑坡的发生原因有很多,包括地震、大雨、施工作业等因素。

滑坡对公路交通安全造成极大威胁,需要及时采取应对措施。

(三)塌方塌方是指边坡上部的土体在外力作用下向下倾斜或垮塌的现象。

塌方通常因土质不坚固、过度开挖、水土流失等原因引起。

塌方会造成路基沉降、路面破损等问题,对公路使用安全造成影响。

(四)侵蚀侵蚀是指水流对边坡表土的冲刷和破坏。

反复的水冲刷会导致边坡表面失稳、松动,最终造成塌方或滑坡。

侵蚀还会影响路面排水畅通,加剧边坡病害的发生。

(一)合理设计在公路建设初期,应根据地质、水文等条件,合理设计边坡的坡度和高度,减少边坡发生病害的可能性。

根据地质条件采取合适的边坡支护结构,提高边坡的稳定性。

(二)加固处理对于已经出现边坡病害的路段,应及时采取加固处理措施,包括草坪植被、挡墙加固、护坡工程等,提高边坡的抗冲刷和抗滑移能力。

(三)排水设施边坡的病害往往与水流有关,因此建设排水设施非常重要。

包括排水沟、护坡排水管等,保持边坡表土的干燥和稳定,减少水土流失的可能性。

(四)定期检查公路管理部门应定期对路基高边坡进行检查,发现问题及时修复。

尤其是在雨季或地震等自然灾害发生后,要加强对边坡的监测和维护工作。

(五)加强宣传提高公民的环保意识,减少随意破坏边坡的行为。

公路路面塌陷成因分析及地基处理

公路路面塌陷成因分析及地基处理

公路路面塌陷成因分析及地基处理摘要:在社会经济不断发展的形势下,人们对交通基础设施建设提出了许多新的要求,导致更多的公路工程项目正在建设中。

一部分的公路工程项目逐渐暴露出诸多的质量问题,如:路面开裂、桥头跳车等一系列问题。

其中包括路面出现塌陷的问题,这严重威胁了车辆的安全。

路面坍塌的原因很多,其中最主要的原因为地基施工质量问题。

因此,本文主要分析了公路路面塌陷成因及地基处理措施。

关键词:公路路面;塌陷原因;地基处理1公路路基路面结构应具有的基本性能现代化的公路交通运输要求公路具备良好的使用性能,可以为车辆的运行提供良好的驾驶条件和服务水平,使车辆在各种天气条件下都可以安全、快速、舒适、经济地运行。

所以,路基路面结构应具备以下几种性能:1.1足够的强度和刚度一方面,在公路上行驶的车辆通过车轮将垂直压力传递到路面的表面,另一方面,路面受到水平力的作用。

在这些外力的作用下,路基路面结构内将产生不同性质和大小的应力、应变及位移,如果整个或部分路基路面结构的强度或刚度不能够承受这些应力、应变和位移的作用,那么路基路面结构将受到破坏和变形,出现断裂、碎裂或沉陷等问题,这些都会恶化公路状况并降低服务质量。

所以,路基路面结构必须具备足够的强度,这样才可以抵抗荷载作用下产生的各种应力,并且有足够的刚度以抵抗荷载长期作用下所产生的变形。

1.2足够的稳定性路基路面结构袒露在大气中,经常受到大气温度、湿度变化的影响,而路基路面材料对于气候和水分变化因素的影响又较为敏感,从而使其性能也随之发生变化,这些变化使路基路面结构的强度和刚度也同时发生变化,这种变化幅度的大小,称为路基路面结构的稳定性。

2公路路面塌陷破坏的特征及成因(1)路基直接在天然地基上开挖或填筑而成,修建路基之后改变了原地面的自然平衡状态,也改变了原地层结构的受力状况,有可能使原来处于稳定状态的地层结构因为路基的开挖或填筑而造成不平衡,导致路基失稳,如路基沉陷、边坡滑塌、溜方和滑坡以及边坡的剥落和碎落等破坏现象。

简析公路路基高边坡的病害以及简析公路路基高边坡的病害以及防护措施防护措施

简析公路路基高边坡的病害以及简析公路路基高边坡的病害以及防护措施防护措施

简析公路路基高边坡的病害以及简析公路路基高边坡的病害以及防护措施防护措施发布时间:2022-04-28T16:13:11.162Z 来源:《城镇建设》2022年5卷1期作者:魏松伟[导读] 通过分析公路路基高边坡病害,并且开展相关的防护措施,就能够有效的避免出现相关问题。

魏松伟湖南高速建设工程有限公司摘要:在工程实践中,公路路基高边坡防护工作具有重要的作用和地位。

由于公路路基不同的地理位置以及地质条件,导致在公路路基高边坡中存在着多样性和复杂性的病害,同时也会破坏地理地质环境。

如果不能将这些问题更好的处理,就会加重病害,对交通安全造成一定的影响。

因此,通过分析公路路基高边坡病害,并且开展相关的防护措施,就能够有效的避免出现相关问题。

关键词:公路路基、高边坡、病害、防护措施前言:在公路防护中,路基防护是重要的组成部分之一,对路基的稳定性以及强度都有着重要的影响。

在路基防护中,重点内容就是高边坡防护工作。

在公路施工建设的过程中,由于填方、挖方等一些作业活动,就会导致出现大量的裸露边坡。

不仅会对公路的路况产生影响,同时也会破坏当地的一些地理环境以及自然植被。

如果边坡遭到破坏,就很有可能会导致出现泥石流以及山体滑坡的现象,问题十分严重。

因此,相关施工队伍在实际的施工过程中就要将高边坡的防护工作做好,才能有效的降低发生危险的概率。

一、公路路基高边坡中常见的病害随着我国现代正在不断发展的经济和技术,在维护和修建高速公路的过程中已经开始投入大量的人力和物力,充分提高公路的行车安全。

但是由于受到了地质条件以及自然因素等等一些方面的影响,对公路的安全也会造成一定的影响。

因此,就要求相关技术人员能够对公路路基高边坡中存在的危害进行深入的分析,并且找到解决的办法,具有十分重要的意义。

(一)路基高边坡被破坏公路路基高边坡之所以会被破坏,是因为坡面以及坡脚被冲刷导致的损坏,这些基本都是由于雨雪引起的。

大量的降水会直接冲刷高边坡,或者是直接冲刷坡面直径以及地面,导致在坡面中路基高边坡形成径流。

山区湿软路基滑坡成因和加固措施

山区湿软路基滑坡成因和加固措施

山区湿软路基滑坡成因和加固措施一、引言在山区公路建设中,山区湿软路基滑坡是普遍存在的问题。

由于山区地形复杂,地质条件差异大,使得路基在长期的使用和天气自然力的作用下产生了滑坡现象。

为了保障行车的安全和公路的稳定运行,需要针对山区湿软路基滑坡成因进行分析,并提出针对性的加固措施。

二、成因分析山区湿软路基滑坡是复杂的地质、气候和土壤因素综合作用的结果。

主要成因如下:1.地形因素山区地形起伏多变,地势的高差较大,路基建设与地形脉络相垂直,导致了土质条件较差的斜坡形成,易于滑坡。

2.地质因素山区地质情况复杂,包括岩石、土层和水系等。

由于山体的隆起和低凹,土石之间的附着力较小,地质构造不稳定,容易发生滑坡。

3.气候因素山区气候湿润,降雨量较大,水分容易渗透到路基深处,形成软基。

此外,冻融循环也会加剧路基变形和破坏。

4.施工因素不规范的施工方式和方法,可能在建设过程中影响土地的固结性能,增加滑坡风险。

三、加固措施基于山区湿软路基滑坡的成因,采取以下措施进行加固:1.采用适合的路基设计标准在地形条件和地质条件的基础上,应根据路段的交通运输需求和气候情况选择适合的路基设计标准。

对于斜坡路基,可以设立物理隔离措施或增加支撑结构,以增强其抵抗滑坡的能力。

2.增设排水系统排水系统的作用是除去路基中积水,以降低路基的含水量。

在设计过程中应将该要素视为一个重要参数,选择合理的排水系统,以便及时将水排出路基,避免水分渗透引起的软化问题。

3.增强路基材料的稳定性利用科技手段可以改良路基土壤的性质,提高其抗滑坡的能力。

可以采用碎石等材料填充路基,以增强其稳定性。

4.加强施工管理在施工前对路基进行细致的勘测和分析,了解路段的地形和地质特征,合理选择施工方式和方法,提高工程的质量。

四、结论山区湿软路基滑坡是一个棘手的问题,需要针对其成因进行全面的分析,并采取针对性的措施进行加固。

在路基设计、排水系统、材料选择和施工管理等方面,要科学合理、严格把关,以确保公路的安全运行。

高原地区公路红土层边坡滑坡成因及处治措施分析

高原地区公路红土层边坡滑坡成因及处治措施分析

高原地区公路红土层边坡滑坡成因及处治措施分析一、引言高原地区公路红土层边坡滑坡是一种常见的地质灾害。

它是指由于外力作用、地质构造运动、气候变化等因素引起的高原地区公路红土层边坡发生滑动、塌方或坍塌的现象。

高原地区公路红土层边坡滑坡对公路交通和沿线建筑物安全造成威胁,因此对于高原地区公路红土层边坡滑坡的成因及处治措施进行深入研究,对于预防和减少此类灾害有着重要意义。

二、成因分析1. 地形地貌因素高原地区地势起伏较大,山地沟壑密布,地质构造活跃,常年受到地震、岩体滑动等地质灾害的影响。

地形地貌因素在边坡滑坡中起着至关重要的作用,地势陡峭、地质构造不稳定、岩石裸露等因素都容易导致边坡滑坡的发生。

2. 土壤的物理力学性质高原地区的土壤以红土为主,红土质地松软,容易被水分浸泡并形成泥浆状,同时受到重力作用,易发生滑动。

当遭受到降雨等水文作用时,土壤容易流失,发生边坡滑坡。

3. 气候因素高原地区气候多变,降水较多,水体对土壤的侵蚀作用较为强烈。

而气温的变化也会导致土壤的膨胀和收缩,使得土壤松动,从而加剧了边坡滑坡的风险。

4. 人为因素高原地区人口密度较大,农业、城市建设等活动对土地资源的开发利用可能会引起土地沉降,导致边坡滑坡的发生。

不合理的土地利用和采土行为也可能导致土地的破坏,助长边坡滑坡的发生。

三、处治措施分析1. 加强监测预警系统建设通过建设边坡滑坡监测预警系统,可以对高风险地带的边坡进行实时监测,一旦出现异常情况可以及时发出警报,以便采取应急措施。

2. 建立防护措施在高风险地带的公路边坡上,可以采取一些物理防护措施,如设置挡土墙、护坡网等,以增加边坡的稳定性,减少滑坡发生的可能性。

3. 强化土壤保护采取措施控制水资源的利用,避免水资源对土壤的侵蚀,可以减少土壤松动和流失,减少边坡滑坡的发生。

4. 科学合理的土地开发利用规划加强土地资源的管理,制定科学合理的土地开发利用规划,合理规划公路线路和相关建筑物的位置,减少人为因素对边坡的破坏。

某高速公路软基滑塌原因分析及处理开题报告

2)真空预压法:通过在需要加固的软土地基上铺设砂垫层,并设置竖向排水通道,再在其上覆盖不透气的薄膜形成一密封层使之与大气隔绝。然后用真空泵抽气,使排水通道保持较高的真空度,在土的孔隙水中产生负的孔隙水压力,孔隙水逐渐被吸出,从而使土体达到固结。真空预压法一般能形成78kPa~92kPa的等效荷载,与堆载预压法联合使用,可产生130kPa的等效荷载。加固深度一般不超过ZOm。该法1952年由瑞典杰尔曼教授提出,80年代我国交通部一航局科研所、南京水利科研院等单位进行了更深入的研究,使该项技术日趋完善。
(7)其他方法研究
国内外常用的软基处理方法还有:换填法、强夯法、反压护道法、振冲法、高压喷射注浆法、砂垫层法、粉喷桩法、石灰桩法等软基处理方法。这些方法分别应用在福建泉厦高速公路、浙江的同三高速公路、杭角高速公路、珠江三角洲高速公路、无锡的广渝高速公路、宁波的雨金高速公路、沈大高速公路的软基处理中,取得了较好的效果。
(6)针对本次滑塌的原因,提出处理方案及备选方案,利用基于灰色理论的软基处理决策模型,来进行方案选择。
本文的结构:
第1章绪论
1.1背景及意义
1.2国内外研究现状
1.3主要研究内容
第二章软土地基的处理技术
2.1软土的定义及其特征
2.2软基处理技术的分类和作用原理
2.3软基处理的一般程序
第3章某高速公路软基滑塌调查
(6)预压法研究
预压法包括堆载预压法和真空预压法,适用于淤泥质土、淤泥和冲填土等饱和豁性土地基。
l)堆载预压法:在地基基础施工前,通过在拟建场地上预先堆置重物,进行堆载预压,以达到地基土固结沉降基本完成,通过地基土的固结以提高地基承载力。预压荷载一般等于建筑物的荷载,为了加速压缩过程,预压荷载也可以比建筑物的重量大,称为超载预压。堆载预压可分为塑料排水板或砂井地基堆载预压和天然地基堆载预压。通常,当软土层厚度小于4m时,可采用天然地基堆载预压法处理;当软土层厚度超过4m时,为加速预压过程,应采用塑料排水板或砂井等竖井排水预压法处理地基。在挪威公路上使用后的巧年内,没有发现强度出现问题。沪杭高速公路第5合同段也使用了该种处理技术,效果良好。

山区湿软路基滑坡成因及加固措施

山区湿软路基滑坡成因及加固措施近年来,随着我国经济建设的飞速发展,高等级公路的建设逐步由东部转向中西部地区,特别在西南山区,不可避免的遇到大量高填方、软弱地基及顺层斜坡地基等特殊地段的路基。

湿软路基为软弱路基的一种特殊形式,特别在斜坡上的填方湿软路基,其设计施工的方法还不完善,部分修建好几年以后出现路基滑坡现象。

本文对其成因进行分析。

一.滑坡原因经地质钻探和用探地雷达技术揭示边坡地层主要由人工回填土、粉质粘土和炭质泥岩组成,其中地层土石混合现象比较严重,土中夹杂大量碎石和块石块石直径通常在0.2~1.2 m。

路段区下伏为煤系地层,炭质泥岩为相对隔水层,岩体长期在地下水的浸泡下易软化、强度降低,形成湿软地基。

同时路段重型车辆多、交通量较大,受持续降雨影响,大量降水下渗,导致下伏炭质泥岩进一步受水浸泡,在重型车辆荷载作用下,导致高速公路填筑体前缘变形破坏,路堤失稳,填筑体大规模下座,最终诱发滑坡形成,属推移式大型滑坡。

二.滑坡加固治理设计1 设计指导思想在充分掌握滑坡岩土介质物理力学特性、地层分布状况、滑坡成因的基础上,运用科学的方法和手段,因地制宜、因势利导,以最小的投入获得最大的社会效益、经济效益和环境效益。

2 设计遵循的基本原则(1) 做到科学、安全、消除滑坡隐患达到边坡长久安全稳定之目的。

(2) 保证边坡安全的前提下,最大限度节省工程投资,降低工程造价。

(3) 保护周边生态环境,要优化施工缩短工期。

3 加固设计方案根据滑坡工程地质条件以及施工技术规范,本着安全经济、技术先进、施工可行和保护环境原则,笔者对此湿软路基大型滑坡进行了加固治理设计。

通过多种方案的技术分析与经济比较,最后选择了安全经济、技术成熟、工期短暂的路面花管注浆、抗滑桩结构型式。

(1)路面花管注浆(2)抗滑桩实践与考验。

滑坡治理完成后,边坡经受了数次大暴雨的考验,从目前情况来看,边坡安全稳定性良好,加固治理取得了显著效果。

公路路基边坡坍塌形成原因及防治措施

公路路基边坡坍塌形成原因及防治措施摘要:目前,在我国社会发展速度不断加快的阶段,人们的生活质量有所提高,对于出行所提出的要求也在不断的增加。

特别是道路施工工作的开展情况,更是关系到人们出行的安全和整体的舒适程度,所以公路建设工作的开展至关重要。

在公路施工中,路基边坡的使用情况直接关系到人们的生命财产安全,一旦路基边坡呈现出坍塌的现象,那么则会严重影响整体使用的效果。

因此,本次文章也结合公路路基的边坡坍塌形成情况进行深入的分析,并提出有效的防治措施,希望能够在根本上解决这一常见的路基病害,从而为人们的安全出行提供保障。

关键词:公路;路基;边坡坍塌前言:在公路使用工作开展过程之中,路基的边坡坍塌是比较常见的一种病害形式。

在山间的沟谷和盆地,这些区域有着较高的发生率,如果采取科学有效的防治措施,就能够最大程度的提高边坡的安全性和稳固性,为人们出行做保障,同时也可以延长公路使用的寿命。

所以还需要针对边坡的坍塌形成原因,以及防治的原则,还有具体防治的措施进行深入的研究,以便于能够在最佳的施工工作开展方式支持下,为道路施工整体质量的提升做贡献。

一、公路路基边坡坍塌防治原则在公路的路基边坡出现坍塌的过程之中,采取有效防治的措施是提高其道路整体质量的最为关键所在。

因此还需要实际工程开展阶段,能够采取正确有效的方法,遵循科学合理的原则,实现这项工程开展效果的最大化。

在公路的路基边坡坍塌整体防治工作开展过程中,如果出现了岩体较为松散破碎的情况,就需要避免大切大挖,采取合理的防护措施,才能够保证山体原有的平衡,最大程度的得以维护。

所以在这其中需要遵循的原则就是,结合实际情况科学选择爆破施工,如,已经建成的公路呈现出了大型或者中型的坍塌现象,施工人员就需要修筑便道,保证能够能使人们顺利通行的情况下,制定出有效的防治方法和措施,并且加强勘测的力度,结合具体的数据,找到正确有效的防治模式。

对于已经建设完成的公路在路基的坍塌防治工作结束之后,相关单位也需要定期给予维修和保养,加大观测的力度,从而有效地避免公路出现再一次坍塌的现象。

公路路基边坡滑坡问题及治理措施分析

公路路基边坡滑坡问题及治理措施分析摘要:本文通过对汶马高速公路边坡滑坡病害问题的分析,探讨了滑坡问题及其变形破坏成因,然后从应急抢险治理、永久加固治理两个方面,探讨了公路路基边坡滑坡治理举措,以供参考。

关键词:公路路基;边坡滑坡;治理近期,伴随高速公路建设进入了快速发展阶段,不过由于很多新建项目逐渐投入使用,在后续运营过程中暴露出了工程质量方面的问题,比较常见的就是边坡滑坡问题。

由于将水量充沛,雨后出现边坡滑坡与变形的情况时有发生。

并且因为边坡滑坡带来了一系列损失,据此,必须要引起相关运营管理人员的高度重视。

为科学治理边坡滑坡问题,需要结合具体实践经验,参考相关治理措施。

一、工程概况汶川到马尔康高速公路C9合同段K93+890̴K94+160,位于汶马高速甘堡乡甘堡村木堆组,这一段是在2019年通车试运营的。

原本的设计是,这一高速公路左幅是挖方路基,左边边沟外部设计锚索桩板墙,路中设计挡土墙,右幅是木堆特大桥。

由于持续下雨,导致边坡出现了局部滑塌,对高速公路安全运营带来了很大的威胁,故而需要对边坡滑坡问题进行有效治理。

二、滑坡问题与变形破坏成因(一)滑坡问题2019年6月工点所处区域连续降雨,造成K94+090-K94+110段路面下滑2cm至13cm,K94+080-K94+090段路面隆起3cm,K94+092̴K94+105段区间路中墙顶和路面错台是3cm。

K94+005̴K94+020段左边路堑墙出现下滑、剪切受损等现象。

路基通过注浆处理以后,路面依旧有下滑的现象,同时汶川岸临近桥台段也出现了路面下滑。

2020年6月边坡被降雨所影响,出现了再一次的局部坍塌现象,直接威胁到了高速公路运营安全。

在进行抢险处治的过程中,因为强降雨的原因给抢险工程的顺利进行带来了很大的困难,与此同时造成边坡稳定性减小,从而导致变形加剧。

(二)变形破坏及其成因变形体分布于G317国道左侧斜坡上,汶马高速由斜坡的前缘经过,从2020年6月起,斜坡坡表不断出现了变形破坏的问题,以及垮塌现象,关键是由拉裂缝与垮塌构成。

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公路路基滑塌力学病理分析
摘要从力学的角度定性分析公路路基的稳定性及病理的力学问题。

应用简明物理实验,明确内摩擦力、摩擦角及黏聚力机理特性、作用效果。

从而阐明自然因素的改变、路面汽车荷载作用,引起路基结构中内摩擦力、摩擦角及黏聚力改变,是产生公路多种病害的力学原因。

关键词内摩擦力;黏聚力;路基力结构;病理原因
1 内摩擦力、黏聚力
物体之间相互挤压接触面处有相对运动趋势而产生抗运动趋势的力为内摩擦力;物质之间有黏聚力作用在外拉力作用下发生拉伸形变而产生的吸力为黏聚力。

以下列物理现象形象理解内摩擦力和黏聚力及两力作用效果。

如图1 ,物体A与斜面(固定在地面上)之间最大静擦因数为μ,斜面倾角较小,物体可以静止在斜面上,当斜面的倾角增大为θ。

时,物体A才开始下滑的临界状态,但还处于静止,对物体A受力分析,据力的平衡,受到的最大静摩擦力等
于重力沿斜面的分力(忽略黏聚力)。

若给物体A作用竖直向下的压力F,或在物体A的上表面放置土立方,计算可得:μ(mg+F)cosθ。

总等于(mg+F)sinθ。

,最大静摩擦力还是等于重力沿斜面的分力(mg+F)sinθ。

,物体A仍能静止在斜面上不会下滑,把这物理现象称为自锁。

斜面体的倾角θ。

=arctanμ为摩擦角。

分析可知,斜面倾角小于摩擦角都为自锁范围,物体A总不会沿斜面下滑;但斜面体倾角θ >arctanμ,重力沿斜面的分力大于摩擦力,物体A一定沿斜面下滑。

从而设想两点:1)要打破自锁现象,只能减少摩擦角,即减小物体间最大静摩擦因数。

如:改变物体A 与斜面之间的粗糙程度,改变物体A和斜面的材料,或在物体A与斜面之间渗油性物质,起润滑作用;2)若斜面体倾角θ >arctanμ,要使物体A不下滑,在物体A与斜面体之间涂层粘胶,黏聚力增添了抗拒下滑作用。

假设斜面倾角θ=90°时,完全是黏聚力抗拒物体A下落了。

2 应用实验现象论证物体滑坡与内摩擦角关系
1)如图1-2半球形碗,半径为R,有一小虫从碗底开始向上爬,小虫与碗壁之间最大静摩擦因数为μ(注:小虫不会分泌粘性液)。

发现小虫每次爬到同高度都会滑落回来。

此高度h=R(1-cosθ),tanθ=μ,推得:h=R/√1+μ2;
小虫从碗底向上爬,圆的切线与水平面之间的夹角增大,达高度h时切线倾角为内摩擦角,小虫开始就下滑了。

2)选用家米若干,干燥的米粒之间互滑,从力学角度分析,抗互滑的是内摩擦力作用(黏聚力作用忽略),在用缓缓漏落米粒方式,在桌面上使米成圆锥堆;
操作要求:
(1)米粒漏落到米堆上速度要小,让米粒在锥面上自由下滑;
(2)停止漏米粒,由于锥面上有些米粒之间搁置状态,轻敲结实桌面,微振,使锥面表面米粒不下滑止敲。

(3)用两刻度尺放在米堆底面圆直径两侧,测量直径要忽略圆锥底边单层米粒,用毫米刻度尺测出两平行刻度尺间距,即为圆锥底圆的直径d;
(4)用细直铁丝从锥顶竖直缓缓插入方法,测出锥高h;
(5)用漏落米粒,分别测出八组直径d与高度h,填入表格,计算每次的h/d的值。

结论:米粒堆为圆锥,无论锥体多大,h/d比值接近一定值,约为0.26。

原因:圆锥体的的坡度角大于摩擦角,米粒就下滑到桌面上,当不漏米粒了,米粒不滑动,静止在锥面上,圆锥的坡度角等于摩擦角。

两实验现象说明,此类物体能否滑坡与内摩擦角有关,在没有其他因素影响下,内摩擦角定值了,坡度大于内摩擦角就滑坡,小于内摩擦角,物体在锥面上处于自锁范围,就不会下滑。

3公路路基力学结构及滑塌病理
路基施工在压实工序中,土料受压,土料中的空气大部分被排除,土料不断靠拢,重新排列成密实的新结构,增强了内摩擦力和黏聚力,路基的强度和稳定性得到增强。

内摩擦力和黏聚力是构建路基的两个基本力。

含砂粒成分较多的土,强度构成以内摩擦力为主,边坡破坏时,破裂面近似平面;含黏粒成分较高的土,强度构成黏聚力为主,边坡破坏时,破裂面近似圆柱形。

路基受常年大气雨雪日晒作用,如:大气降的水渗入路基,路基下面的水经毛细现象、水蒸气的蒸腾、水分子扩散现象,或排水实施的堵塞,使路基湿度增大,水分增多,水膜包在土砂粒周围,降低土料之间黏聚度,减少黏聚力。

遇气温下降,积聚的水冻结后,体积增大,造成路堤、路堑面层开裂。

春暖化冻时,路堤、路堑的侧面从表层到里层逐渐解冻,若水分又不易迅速排除,造成表面湿度增加,承载能力大大降低。

从力学角度分析,这些自然因素的影响,使土料发生物理、化学的变化,改变土料之间原有的结构,减小了内摩擦角、减弱了黏聚力,从而降低路基稳定性。

又路面上交通繁重,经反复超荷载作用,在车重与路自重作用下,对路基产生竖直压力、经向弯拉力及剪切力,超越土料之间内摩擦力及黏聚力的极限,造成路堤、路堑滑塌。

边坡的剥落、溜方(图2 a)、滑坡(图2 b)、路堤下滑(图2 c )、崩塌(图2 a、b)都是此类病理造成的(地震除外)。

为防治路基病害和保证路基稳定,能尽量设计路基坡度小于摩擦角,由于地理条件限制,只能加固设施,运用挡土墙护路基,砌石墙护路基。

坡面防护,主要是保护路基边坡表面受雨水冲刷,减缓温度及湿度变化的影响,防护延缓软弱岩土表面风化、碎裂及剥蚀演变,并兼顾美化路基,一般采用种草、铺草皮和植树等方法,还结合采用喷护、锚杆挂网喷浆等形式。

公路养护者常巡逻,及时发现,及时养护,维护公路稳定性,确保畅通。

参考文献
[1]吴旷怀,主编.道路工程.中国建筑工业出版社.。

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