黄土边坡剥落病害机理及防治技术研究
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摘要
基于西部黄土地区大量的公路建设工程实际经验，利用黄土边坡的工程资料和国内外同类研究成果，以黄陵至延安高速公路为依托工程，通过大量的现场调查、室内外试验、理论计算、数值模拟、现场监测等方法，对黄土边坡剥落病害的机理及处治技术展开了较系统的研究，取得了以下研究成果：
1.总结了国内外关于黄土边坡剥落病害的研究现状，分析和评价了现有黄土边坡剥落病害处治技术。
2.对黄土边坡发育程度进行预测评价，建立了边坡剥落发育程度等级可拓综合评价模型。对黄土边坡剥落的类型及特点作了较全面地总结，分析了黄土边坡剥落的分布规律、影响因素。
3.根据边坡开挖导致的应力和位移的变化规律，确定边坡开挖对黄土边坡的影响区范围。利用楔体理论分析了开挖边坡坡体内的应力与变形规律，提出了开挖影响剥落产生范围的方法，揭示出开挖导致剥落病害的机理。
4.研究了机械冲击对黄土边坡剥落的影响。运用弹性力学和冲击动力学理论对黄土边坡坡面冲击破碎过程进行了力学行为分析，建立了冲击破碎过程的力学模型，研究了冲击导致剥落的机理。
5.采用数值模拟方法研究了在节理裂隙启动、发展和破坏过程以及在冻融作用下，黄土边坡剥落破坏产生的机理及影响范围。
6.提出并应用了营养麦草泥+网锚植草处治中、厚层黄土边坡剥落的技术。通过麦草秸秆的加筋、淤泥的黏结、营养麦草泥的保墒及保温、“T”螺旋钢锚固网的固定作用，达到护坡、绿化的目的，使坡面平稳、平定、持久，获得绿化美观、固坡护坡的效果。
7.给出了黄土边坡剥落病害综合防治方案。提出了基于熵权的边坡防护多目标优选方法，对防护方案进行比较和选择，找出适合具体边坡的防治方案。工程实例表明，该方法排序结果较准确，可操作性较强。
Based on the practical experience of plentiful highway projects in loess area,abundantdata of loess slope and expressway between huangling and yanan, the cataclasite loess slopeof mechanism and treatment technique is studied by plenty of geologicalsurveys,tests,theoretical computation,numerical simulation,field monitor.the main findingsare as follows,：
1. Summarized the diseases on loess slope peeling research, existing technology loess slopepeeling disease treatment have been analyzed and evaluated.
2. Evaluate the degree of development and establish the degree of development level ofthe slope peeling. the types of loess slope peeling and the characteristics have been mademore comprehensive summaries. analyze the distribution of loess slope peeling and flake thefactors of affecting the slope of loess peeling.
3. According to the excavation slope stress and displacement change law,make sure of theloess slope excavation influence of the slope area。Using wedge theoretical analysis the excavation bodystress and deformation of the law, and put forward the excavation influence spalling produce range ofmethod, and reveals the excavation peeling mechanism.
4.Studied the slope excavation leads to the displacement and stress variation, and slopeexcavation on loess slope influence area; Application of elastic mechanics and impactdynamics theory on loess slope surface impact crushing process of mechanics behavioranalysis, to establish a mechanical model of impact crushing process, as well as the impactcrushing process and slope palling hazard formation, discussion on the mechanism of impactcause flaking
5. Numerical simulation method was used to study on crack start of joint, developmentand failure process and under effect of freezing and thawing, the damage of Loess slopepeeling producing mechanism and influence scope
6. Put forward and used the technologies which are the nutrition wheat straw mud+netsanchor implant treatment and the thick layer of loess slopes palling. The technology through theeffect of wheat straw reinforcement, the function of silt the bond, the function of nutrition of mudconservation and presetting heat preservation, and the effect of "T" spiral steel anchor nets fixed toachieve the purpose of slope protection and virescence. Accordingly, it can make the slope smooth,steady, and long last. It also can get the effect of virescence beautiful and solid slope protection.
7. Given the loess slope spalling disease comprehensive prevention and control plan.Entropyweight is put forward based on the multiple objective optimization slope protection method ofprotection scheme comparison and selection, and find out the suitable for specific program ofprevention and cure of the slope. The example shows that the method is to sort results areaccurate, the maneuverability is strong.
1.总结了国内外关于黄土边坡剥落病害的研究现状，分析和评价了现有黄土边坡剥落病害处治技术。
2.对黄土边坡发育程度进行预测评价，建立了边坡剥落发育程度等级可拓综合评价模型。对黄土边坡剥落的类型及特点作了较全面地总结，分析了黄土边坡剥落的分布规律、影响因素。
3.根据边坡开挖导致的应力和位移的变化规律，确定边坡开挖对黄土边坡的影响区范围。利用楔体理论分析了开挖边坡坡体内的应力与变形规律，提出了开挖影响剥落产生范围的方法，揭示出开挖导致剥落病害的机理。
4.研究了机械冲击对黄土边坡剥落的影响。运用弹性力学和冲击动力学理论对黄土边坡坡面冲击破碎过程进行了力学行为分析，建立了冲击破碎过程的力学模型，研究了冲击导致剥落的机理。
5.采用数值模拟方法研究了在节理裂隙启动、发展和破坏过程以及在冻融作用下，黄土边坡剥落破坏产生的机理及影响范围。
6.提出并应用了营养麦草泥+网锚植草处治中、厚层黄土边坡剥落的技术。通过麦草秸秆的加筋、淤泥的黏结、营养麦草泥的保墒及保温、“T”螺旋钢锚固网的固定作用，达到护坡、绿化的目的，使坡面平稳、平定、持久，获得绿化美观、固坡护坡的效果。
7.给出了黄土边坡剥落病害综合防治方案。提出了基于熵权的边坡防护多目标优选方法，对防护方案进行比较和选择，找出适合具体边坡的防治方案。工程实例表明，该方法排序结果较准确，可操作性较强。
Based on the practical experience of plentiful highway projects in loess area,abundantdata of loess slope and expressway between huangling and yanan, the cataclasite loess slopeof mechanism and treatment technique is studied by plenty of geologicalsurveys,tests,theoretical computation,numerical simulation,field monitor.the main findingsare as follows,：
1. Summarized the diseases on loess slope peeling research, existing technology loess slopepeeling disease treatment have been analyzed and evaluated.
2. Evaluate the degree of development and establish the degree of development level ofthe slope peeling. the types of loess slope peeling and the characteristics have been mademore comprehensive summaries. analyze the distribution of loess slope peeling and flake thefactors of affecting the slope of loess peeling.
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4.Studied the slope excavation leads to the displacement and stress variation, and slopeexcavation on loess slope influence area; Application of elastic mechanics and impactdynamics theory on loess slope surface impact crushing process of mechanics behavioranalysis, to establish a mechanical model of impact crushing process, as well as the impactcrushing process and slope palling hazard formation, discussion on the mechanism of impactcause flaking
5. Numerical simulation method was used to study on crack start of joint, developmentand failure process and under effect of freezing and thawing, the damage of Loess slopepeeling producing mechanism and influence scope
6. Put forward and used the technologies which are the nutrition wheat straw mud+netsanchor implant treatment and the thick layer of loess slopes palling. The technology through theeffect of wheat straw reinforcement, the function of silt the bond, the function of nutrition of mudconservation and presetting heat preservation, and the effect of "T" spiral steel anchor nets fixed toachieve the purpose of slope protection and virescence. Accordingly, it can make the slope smooth,steady, and long last. It also can get the effect of virescence beautiful and solid slope protection.
7. Given the loess slope spalling disease comprehensive prevention and control plan.Entropyweight is put forward based on the multiple objective optimization slope protection method ofprotection scheme comparison and selection, and find out the suitable for specific program ofprevention and cure of the slope. The example shows that the method is to sort results areaccurate, the maneuverability is strong.
引文
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[5]关文章.湿陷性黄土工程性能新篇[M].西安：西安交通大学出版社，1992.
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[7]王永炎.黄土与第四纪地质[M].西安：陕西人民出版社,1982.
[8]刘东生.黄土与环境［M］.科学出版社，1985.
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[13]王念秦.黄土滑坡发育规律及其防治措施研究[D].成都理工大学博士学位论文，2004.
[14]叶万军.基于可靠度理论的黄土高边坡优化设计[D].长安大学硕士论文，2003.
[15]李亚兰.黄土边坡坡面稳定性及其防护措施研究［D］.长安大学，2005.
[16]方鹏.黄土边坡剥落病害处治技术研究［D］.长安大学，2007.
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