Soil Nailing Application in Erosion Control – An Experimental Study

A study has been done for soil nailed cut considering circular type wedge failure by friction circle method. Effect of variation of design parameters such as nail length, nail diameter, nail inclination, wall inclination, angle of internal friction of soil, etc. have been incorporated in the study to determine the factor of safety of nailed open cuts. It is seen that at sites which are susceptible to rainfall induced erosion, the erosion may be checked to a greater degree by soil nailing. This methodology can be adopted at embankment sites, natural slopes, highways, etc. including free board of riverbank area of natural rivers. The study shows that grouted nails perform better than driven nails. A case study further confirms the analytical findings.     

浙闽丘陵区土壤侵蚀影响因素与防治对策研究

通过对浙-闽丘陵区土壤侵蚀现状调查、分析研究,揭示了浙-闽丘陵区土壤侵蚀的严重性,提出了浙-闽丘陵区土壤侵蚀的主要影响因素:降雨条件;地形;地表松散的堆积物;植被的覆盖程度。降雨丰富且集中,山高坡陡,地表易流失的土壤,植被的严重破坏等,为该地区的土壤侵蚀提供了条件。最后,本文提出了浙-闽丘陵区土壤侵蚀防治对策应以生物措施为主,生物、工程、耕作密切结合。生物措施主要为植树种草;工程措施是改变小地形,以达到蓄水、保土的目的;耕作措施主要是改变乱开荒的做法,摒弃不合理的耕作方式,禁止陡坡开垦。不同地区应根据实地情况合理防治,采用小流域综合治理。不仅要根据影响因素来制定防治对策,也应该因地制宜。     

Factors affecting performance of permeable groins in channel bank erosion control

The factors affecting the performance of permeable groins are investigated by an analytical approach supplemented with field observation. These factors are broadly divided into three classes: (1) the properties of the soil where the groin is embedded; (2) the flow characteristics of the river channel that are imposed on the groin; and (3) the makeup of the groins. Factors relating to the properties of the soil and flow are then combined into an expression for the factor of safety against failure by overturning. This enables a deterministic sensitivity technique involving partial differentiation of the factor of safety with respect to each contributory factor to be applied. The results obtained show that depth of the groin is the most critical factor that determines groin stability. The depth is followed by flow velocity and discharge, unit weight of water, unit weight of soil, and cohesion. This order of importance agrees with the analysis of observed groin performance in a pilot project at Kaiama in the Niger delta.     

土钉支护结构可靠度分析的电子表格法

岩土工程中存在大量的不确定性,因此,进行土钉支护结构的可靠度分析是十分必要的。利用Excel的规划求解及VB编程功能,采用电子表格法,建立了适用于分层土体的电子表格计算模型,进行了土钉支护结构内部稳定的可靠度分析,得出了最小可靠指标及其相应的临界滑面位置。建立的电子表格模型由数据输入模块、土钉计算模块、土层计算模块、可靠指标计算模块及优化求解模块5部分组成。模型建立之后,只需改变电子表格中的输入数据,即可适用于不同土钉支护结构的可靠度分析。算例分析表明：方法正确,计算过程简单直观。它既可用于不同工况下土钉支护结构内部稳定的可靠度分析,也可简化为相应情况下的定值法分析。     

深基坑土钉支护的有限元数值模拟及稳定性分析

在平面应变条件下,对土钉支护的基坑进行了有限元数值模拟,在此基础上采用有限元稳定分析方法评价基坑的稳定性。研究了土钉拉力及基坑变形的变化规律,土钉长度及布置方式变化对基坑变形和稳定性的影响。结果表明,当土钉足够长时,基坑的潜在滑动面与最大拉力作用点连线位置通常是一致的     

地震荷载作用下土钉支护边坡稳定性拟静力分析

在极限平衡分析框架内,使用滑动面搜索新方法和圆弧滑动面方法对地震作用下的土钉支护边坡进行稳定性分析。考虑地震作用时,采用拟静力分析方法,并根据不同的条分模式,推导出水平地震动态分布系数的计算公式。针对地震效应下圆弧滑动面竖直条分法的不足,采用水平和竖直条分法相结合的改进方式。通过算例对比分析,并研究土钉支护间距与不同地震烈度条件下土钉长度的变化对边坡静力和动力稳定性的影响,结果表明,滑动面搜索新方法计算得的最小安全系数与圆弧滑动面方法的计算结果颇为接近,且比以往研究成果要小,可说明滑动面搜索新方法的可行性;在土钉支护边坡的静力和动力稳定性分析中,滑动面搜索新方法计算得的临界滑动面与临界圆弧滑动面接近,但表现出非圆弧特性;在一定程度上可减小土钉支护间距和增大土钉长度,可有效地改善土钉支护边坡在地震作用下的稳定性。     

复合土钉支护的有限元数值模拟及稳定性分析

在平面应变条件下,对采用水泥搅拌桩复合土钉支护的基坑进行了有限元数值模拟,在此基础上采用有限元稳定分析方法评价基坑的稳定性。通过对复合土钉工作机理的分析,并与普通土钉支护的基坑进行比较,分析二者的差异。通过分析不同支护参数的影响,研究基坑的变形以及稳定性变化规律,为设计和施工提供一定的参考依据。     

土壤侵蚀引起的农业非点源污染研究进展

土壤侵蚀引起的农业非点源污染是造成水体污染的主要污染源。详细介绍了近20年来土壤侵蚀引起的农业非点源污染的研究进展,包括污染物迁移过程、影响因素、预报模型以及防治措施等;提出了我国开展农业非点源污染的研究重点,包括侵蚀过程对非点源污染物运移和水质的影响,污染物运移的预测预报模型,全国统一的不同污染物危险性评价指标体系制定等。     

土钉墙内部稳定性分析方法改进

现有土钉墙滑动面的确定方法大多假定圆弧滑动面通过坡脚,但事实并非如此。文中总结了实际中可能出现的圆弧滑动面的4种类型,利用圆弧滑动面圆心坐标与圆弧上3个位置参数的关系建立了不通过坡脚的土钉墙最危险滑动面的搜索方法。根据土钉墙滑动面的类型,讨论和完善了建筑基坑支护技术规程中土钉墙整体稳定安全系数计算公式。在3个算例中将不同方法得到的滑动面和整体稳定安全系数进行对比分析,结果表明文中方法得到的滑动面与其他方法结果接近,说明文中方法的可行性;部分情况下文中得到的滑动面不通过坡脚,而传统方法假定滑动面通过坡脚,二者计算偏差较大;对于除传统方法得到的滑动面之外的3种滑动面类型,在相同滑动面条件下完善后的公式由于考虑了部分土体重力沿滑动面切向的抗滑力作用,计算出的整体稳定安全系数稍大。     

利用REE示踪法研究坡面侵蚀过程

次降雨条件下坡面侵蚀形态的演变过程和细沟的发生发展过程是土壤侵蚀规律研究中的重点和难点。利用REE示踪法,采取沿坡面垂直分层布设的新的试验方法,通过室内模拟降雨试验,对坡面侵蚀演变过程进行了探索性研究。结果表明:降雨初期坡面侵蚀以面蚀为主,细沟出现后,坡面侵蚀加剧;随着降雨时间的延续,累积面蚀量和细沟侵蚀量逐渐增加,但后者的增加速率大于前者,面蚀占总侵蚀量的比率随降雨时间呈曲线形式逐渐递减,细沟侵蚀则逐渐增加;试验结束时细沟侵蚀量为面蚀量的2～4倍。本研究为定量区分和研究坡面侵蚀过程中面蚀和细沟侵蚀量,面蚀向细沟侵蚀的转变以及细沟侵蚀发生、发育提供了新的思路和解决途径。     

多元层状边坡土体风蚀速率与微结构参数关系

吐鲁番交河故城台地多元层状土质边坡由于风蚀而形成空腔的现象表明,不同类型的土具有不同的抗风蚀能力,抗风蚀能力的强弱是多因素影响的共同结果,微观结构是其中一个重要内因。风蚀速率是表征土抗风蚀能力强弱的重要物理量,研究运用风洞试验、微结构分析等手段揭示了风蚀速率与颗粒面积比、颗粒圆度、孔隙等效直径、孔隙充填比等微结构特征参数之间的良好对应关系;进而采用相关分析法分析并证实风蚀速率与各特征参数间的良好相关关系,应用回归分析方法建立3个试验风速下风蚀速率与单个参数和多个参数之间的回归方程,验证了微结构特征对土抗风蚀能力有显著影响,进而为土抗风蚀能力的评价提供了微观依据。     

黄河中游区重力侵蚀研究综述

在对黄河中游区重力侵蚀宏观规律分析、实验观测、计算模型及新技术应用4个方面研究进展进行评述的基础上,就重力侵蚀机理模型构建的难点和重点、3S技术及非线性方法等新技术用于重力侵蚀研究的可行性和应用方式等进行了探讨。分析了重力侵蚀观测水平较低的原因及其对理论和计算模型研究的严重制约作用。提出重力侵蚀研究应在流域观测站点布设、数据自动测报和积累、计算模型合理概化及与其它类型侵蚀研究结合方面进一步开展工作。     

东江下游河段溯源侵蚀特征与机理

1980年以来,东江下游及三角洲发生了高强度的采沙活动,由此导致水文条件发生显著变异,河床形态出现溯源变形,根据不同历史时期的地形与水文资料的对比分析,东江下游段溯源变形特征主要表现为:①大规模采沙直接引起同流量条件下水位大幅下降,尤以枯水期表现最为显著,博罗站水位~流量关系曲线表现为逐年右偏;②采沙引起河床高程大规模降低,即为一级溯源变形,其显著的特征是水面比降大,由此引起河床发生强烈冲刷,遂派生出河床演变的二级溯源变形,二级溯源变形的长期发展将使河床变形趋于平缓;③采沙河段必然发生河床断面形态及尺度的物理变形,按其发生的时间过程分为各具特色的3段:变形完成段(东江网河区)、变形进行段(石龙到博罗段)及变形影响段(博罗以上河段).     

融雪侵蚀研究进展

融雪侵蚀在中国及世界上许多地区都有发生,其对表层土壤的破坏作用越来越为人们所认识,已成为土壤侵蚀研究中的重要问题之一。在总结相关研究成果的基础上,分析了影响积雪和融雪的气候、海拔、地形地貌及土地利用等因素。在融雪侵蚀影响因素方面,认为融雪径流、表层土壤解冻深度、解冻期表层土壤可蚀性是影响融雪侵蚀发生的特殊因素。同时指出,融雪侵蚀预报模型中冻融作用对土壤水分迁移的影响、未完全解冻层对表层土壤水分的影响以及坡面融雪过程研究是未来融雪侵蚀研究中应重点解决的问题。     

土钉支护中土钉力和位移的计算问题

土钉支护是一种比较经济的支护方式,工程实践中已广泛应用,但其设计理论则相对缺乏。针对目前土钉支护设计中存在的主要问题,即土钉力和土钉支护位移的计算分析,以工程实测资料为背景,根据侧壁主动土压力与总土钉力相等的原则,考虑施工过程的影响和增量法的思想,提出了基于经验和理论相结合的土钉力计算公式。按照弹性力学理论,对由于土的开挖引起支护的土体侧移提出了简易的位移计算公式。通过工程实测检验了公式的正确性。这些计算公式简便,其结果较符合实际,较好地解决了土钉支护设计的主要问题,可为工程设计提供参考。     

侵蚀作用诱发黄土滑坡的机制研究

侵蚀作用诱发的黄土滑坡是黄土高原区域内一种主要的滑坡类型,对其破坏机制开展深入研究具有重要实际意义。以陕西省耀州区的庵里滑坡为例,对该类黄土滑坡的发生机制进行分析和探讨,建立了滑坡发生前侵蚀作用的不同阶段边坡的有限元模型,计算了相应的应力场和位移场,在此基础上求得各模型沿最终滑面上的正应力、剪应力和抗剪强度分布,采用极限平衡法计算边坡整体稳定系数。结果表明,随着侵蚀作用的不断加深,沿滑动面上的剪应力增大,抗剪强度减小,整体稳定性降低至最终破坏。试验结果表明,小的应变在饱和黄土中会产生显著的超孔隙水压力,因此,基岩面上饱和滑带中的超孔隙水压力加剧了该类滑坡的发生。比较滑面上的剪应力和抗剪强度发现,自前滑坡破坏从坡脚开始,向后逐步扩展,表明该类滑坡具有牵引式破坏特点。     

元江-红河界河地区土壤侵蚀研究

为支撑我国界河地区国土防护工作,以中国、越南交界的元江-红河界河地区为研究区,基于3S技术进行界河地区的土壤侵蚀研究.采用Landsat 8卫星遥感数据,基于水体指数、植被覆盖度、土壤可蚀性及坡度进行土壤侵蚀强度研究,初步建立了界河地区的土壤侵蚀强度遥感评价方法,提出了界河地区国土防护措施与建议.     

Numerical modelling of fluid-induced soil erosion in granular filters using a coupled bonded particle lattice Boltzmann method

This paper presents a three-dimensional coupled bonded particle and lattice Boltzmann method (BPLBM) with an immersed moving boundary scheme for the fluid-solid interaction. It is then applied to investigate the erosion process of soil particles in granular filters placed within earth dams. The microscopic migration of soil particles can be clearly visualised as the movement of particles can be directly recorded. Three granular filters with different representative size ratios are simulated and the numerical results are seen to match the empirical criteria. In addition, the effect of the representative size ratio of granular filters, hydraulic loading and erosion time are discussed.     

水土保持措施对流域泥沙输移比的影响

以黄土高原无定河流域为例研究了水土保持措施对流域泥沙输移比的影响。水土保持措施极大地改变了流域泥沙的侵蚀、输移和堆积过程,因而改变了流域的泥沙收支关系。在天然状况下,无定河流域的泥沙输移比接近10。20世纪60年代后流域内大规模地展开水土保持工作以来,泥沙输移比急剧下降为0.2～0.4。泥沙输移比的变化,主要是由于流域内人为沉积汇的形成所致。这种人为沉积汇表现为水库、淤地坝的拦沙作用,导致了泥沙输移比大幅度减小。在目前状况下,人工沉积汇的拦沙作用相当于坡面措施减蚀作用的2 4～6.3倍,表明坡面治理措施的有效性尚有待提高,并亟待在生态环境建设中予以加强。     

贵州岩溶山区井采煤矿水土流失问题及防治对策探讨

贵州煤炭丰富,开采活跃.据统计,贵州已探明的煤炭储量约500亿t,2005年有煤矿2 143对,其中乡镇小煤矿1 700多对.煤矿开采占压土地普遍,水土流失严重,其中,仅煤矿整合、技改和新建占压土地和引起水土流失面积约达250~300km2,新增水土流失量达100万t以上;特别是煤矿建设施工引起的水土流失最为严重,平均侵蚀模数大多高于7 500 t/a·km2,个别地段有的甚至大于15 000 t/a·km2.贵州煤矿整合新建过程中多存在"三同时"制度落实不到位、防治责任范围界定不合理、防治措施覆盖不够、树种选择不当、水土流失防治技术手段落后、水保投入不足等问题.为此,今后的井采煤矿区水土流失防治应与区域水土保持有机结合,加强岩溶山区环境与矿山水土流失关系研究,增强防治措施的科学性.同时,在水土流失方案编制时应适当扩大防治责任范围和提高预算单价.