[發明專利]一種邊坡超前支護主動減壓結構及其構造方法

無效

• 申請號: 200810069300.X
• 申請日: 2008-01-25
• 公開（公告）號: CN101220596A
• 公開（公告）日: 2008-07-16
• 發明（設計）人: 劉元雪;周建廷;王培勇;田金昌;冉仕平
• 申請（專利權）人: 劉元雪;周建廷;王培勇;田金昌;冉仕平
• 主分類號: E02D17/20
• 分類號: E02D17/20;G06F17/50
• 代理公司: 重慶弘旭專利代理有限責任公司
• 代理人: 侯懋琪

技術領域

本發明涉及一種滑坡治理技術，尤其涉及一種邊坡超前支護主動減壓結構及其構造方法。

背景技術

滑坡災害是一種常見的表生地質災害現象，其產生原因主要有各種自然外力和人類工程活動等，超前支護結構治理人工切坡是近年來工程界采用的一種新方法，但是目前超前支護結構設計尚缺乏統一的認識和標準，基本上停留在經驗階段。由于我國依然處在加大基礎設施建設階段，在山區修建鐵路、公路就不可避免的遇到開挖自然邊坡，從而采用超前支護結構等對其進行支護。傳統的超前支護結構是利用支護結構直接承受土壓力，而不允許超前支護結構后土體發生位移，此時開挖外側巖土體，作用在超前支護結構上的土壓力為靜止土壓力E₀；在相同的條件下，作用在超前支護結構上的主動土壓力E_a＜靜止土壓力E₀＜被動土壓力E_p。為了減小作用在超前支護結構上的土壓力，研究一種方法使作用在超前支護結構上的靜止土壓力轉化為主動土壓力就非常必要。

發明內容

本發明提供了一種可使邊坡超前支護結構承受的土壓力由靜止土壓力轉變為主動土壓力的邊坡超前支護主動減壓結構及其構造方法。

該邊坡超前支護主動減壓結構，它包括：超前支護結構、超前支護結構后巖土體、穩定巖床和待開挖巖土體，其創新點在于：在超前支護結構與超前支護結構后巖土體之間填充有一層柔性填料。

所述的柔性填料的高度與待開挖巖土體高度相同，其寬度與超前支護結構的寬度相同。所述的柔性填料，可選用橡膠顆粒、泡沫。

本發明的邊坡超前支護主動減壓結構的構造方法如下：

該方法包括以下步驟：

1)根據實地勘測的結果進行計算，結合工程設計規范，得出超前支護結構截面尺寸及柔性填料厚度H₀的值；

2)在預設的超前支護結構位置進行人工挖孔，該孔尺寸為：長度為柔性填料厚度H₀與超前支護結構長度之和，寬度為超前支護結構寬度；

3)選取橡膠顆粒、泡沫柔性填料，其彈性模量已知為E，并將柔性填料用化學粘膠劑粘在人工挖孔靠超前支護結構后巖土體一側的孔壁上，填入的柔性填料的厚度達到H₀；

4)架設超前支護結構，架設時應注意減少對柔性填料的損傷；邊坡超前支護主動減壓結構的構造過程完成。

所述的柔性填料厚度H₀的計算方法如下：

1)根據工程設計規范確定超前支護工程的安全系數，此安全系數為工程要求安全系數；

2)用有限元軟件計算出：預設柔性填料厚度為待開挖巖土體高度的1％，改變柔性填料的彈性模量，直到計算超前支護工程的安全系數等于工程要求安全系數，此時超前支護結構承受的平均土壓力強度P₀，以及超前支護結構后巖土體向邊坡外側的位移量為u₀；

3)根據超前支護結構后巖土體向邊坡外側產生的位移u₀就是柔性填料的壓縮變形關系可知，

E和u₀的關系滿足如下公式：

P0E·H0=u0;]]>

4)此時，E、P₀、u₀均為定值，則可得到實際柔性填料厚度H₀，

E、P₀、u₀和H₀滿足如下關系：

H0=E×u0P0;]]>

式中：