[發(fā)明專利]開挖膨脹土邊坡坡面新生脹縮變形深度的觀測及計算方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210004024.5
• 申請日: 2012-01-09
• 公開（公告）號: CN102561295A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉龍武
• 申請（專利權(quán)）人: 長沙理工大學(xué)
• 主分類號: E02D1/02
• 分類號: E02D1/02
• 代理公司: 長沙市融智專利事務(wù)所 43114
• 代理人: 鄧建輝

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種公路膨脹土邊坡的防護方法，特別是涉及一種開挖膨脹土邊坡坡面新生脹縮變形深度的觀測及計算方法。

背景技術(shù)

膨脹土是一種含有蒙脫石礦物且具有吸水膨脹、失水收縮不良工程特性的特殊土。開挖作用將膨脹土邊坡坡面土體由開挖前所處的較為深部的土體變?yōu)楸韺油馏w，近地表的氣候干濕交替作用下，土體含水量發(fā)生變化，從而引起開挖膨脹土邊坡坡面脹縮變形活動，形成開挖坡面新生脹縮變形活動帶并誘發(fā)膨脹土開挖邊坡的坡面開裂變形、溜坍等坡面破壞。為此，需準確測定開挖坡面新生脹縮變形深度，以便選擇合適的防護工程措施對該深度范圍坡面膨脹土土體進行防護。現(xiàn)有方法一般采用高精度經(jīng)緯儀和水準儀通過設(shè)置不動點、坡面觀測標點和深層觀測標點進行長期地表跟蹤測量來確定開挖坡面新生脹縮變形深度。由于膨脹土地區(qū)非開挖處地表表層自然土體也存在脹縮變形活動帶，設(shè)置觀測的不動點非常困難，因此該方法很難準確觀測到開挖坡面的新生脹縮變形。目前因缺乏開挖坡面新生脹縮變形活動帶深度的準確觀測和計算方法，開挖膨脹土邊坡的防護工程設(shè)計常常仍按常規(guī)防護深度設(shè)計(如骨架+植草防護，一般防護深度在0.5m～1.0m)。事實上，開挖坡面新生脹縮變形深度在1.11m～2.47m之間，這說明防護深度過淺是導(dǎo)致采用常規(guī)坡面防護工程進行膨脹土開挖邊坡防護普遍失效的主要原因。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種能準確觀測開挖膨脹土邊坡坡面新生脹縮變形深度的開挖膨脹土邊坡坡面新生脹縮變形深度的觀測及計算方法。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的開挖膨脹土邊坡坡面新生脹縮變形深度的觀測及計算方法，具體觀測和分析步驟如下：

(1)、選擇位移計；

(2)、制作位移計埋設(shè)安裝附件：埋設(shè)安裝附件必須既能保證位移計不受土體壓力的影響，又能保證觀測到標度范圍的土體微小的變形量；

(3)、開挖觀測淺井：在開挖坡面每一層土體各挖一個觀測淺井；

(4)、位移計安裝：選擇用兩個位移計來解決坡表0mm-500mm分析層豎向相對線脹縮變形量的觀測問題，即在0mm～200mm深度按平行坡面方向布設(shè)第一個位移計，假定0mm～200mm土層的線脹縮變形率具有各向同性，通過換算將平行坡面方向的線脹縮變形量觀測結(jié)果轉(zhuǎn)換成豎向方向的觀測結(jié)果，第二個位移計則按豎向方向布置在200mm～500mm深度層，將兩者觀測結(jié)果相加便得到了0mm～500mm分析層的同期豎向相對線脹縮變形量，第三個位移計按按豎向方向埋設(shè)在500mm～1000mm分析層；具體位移計的埋設(shè)時先將觀測定位板裝在安裝定位桿上，并用安裝定位桿固定銷固定，再將觀測定位板打入觀測長度范圍的土中，然后取出安裝定位桿，將傳感器隔離桿套在鋼鉉式位移計上面中部，并將其固定在觀測定位板上。

(5)、觀測次數(shù)、基本統(tǒng)計時段與氣候效應(yīng)統(tǒng)計期的確定：通過分析主要氣候作用要素降雨量、蒸發(fā)量隨時間的變化特征選取合適的基本統(tǒng)計時段和氣候效應(yīng)統(tǒng)計期，基本統(tǒng)計時段內(nèi)觀測次數(shù)在2～3次以上；具體統(tǒng)計時，將氣候效應(yīng)統(tǒng)計期旱季或雨季的第一基本統(tǒng)計時段的觀測值為零值；

(6)、基本統(tǒng)計時段相對線脹縮量計算：按式(1)，計算每次觀測的相對線脹縮量λti，再按式(2)，計算旬平均相對線脹縮量

λti=(λt-λi0)λ0×L---(1)]]>

式中：λi₀-位移計初讀數(shù)；l_t--第t次位移計讀數(shù)；λ₀--實際觀測長度；

L-代表觀測分析厚度，豎向方向分別為200mm、300mm、500mm。