一、固土材料在我国公路岩土工程中的应用（论文文献综述）
龚超龙[1]（2021）在《灌草混交植物护坡技术在铁路边坡工程中的应用研究》文中指出随着我国铁路事业的蓬勃发展,铁路边坡的稳定性及其防护措施显得越来越重要。传统边坡防护技术可以有效地降低破面的不稳定,但是使用大量混凝土会导致环境的破坏,而灌草混交植物护坡技术是边坡防护和绿化工程的有机结合,不仅能有效提高铁路边坡的稳定性,也能美化陆域环境,防止水土流失。本文依托湖南省教育厅科学研究项目“活树桩-竹锚杆联合支护边坡机理与稳定性研究”（项目编号为18A162）和重庆铁路枢纽东环线南彭车站生态护坡实际工程,采用实地调研与数值模拟相结合的方法,对重庆铁路枢纽东环线项目进行了方案比选,分析了不同工况下的灌草植物护坡效果。主要研究内容和结论如下:1.通过对重庆铁路枢纽东环线南彭车站进行实地调研,结合重庆当地天气、地质情况对植物开展了优选,从长期生态效应、水文效应、绿化景观的有效性及边坡长期可持续稳定性方面综合考虑,选择草本植物香根草和灌木刺槐运用于重庆铁路枢纽东环线生态护坡工程。提出灌草混交边坡、灌草-挡土墙联合护坡、灌草-格构锚杆联合护坡三种方案进行比选。2.利用MIDAS软件建立了灌草、灌草-挡土墙、灌草-格构锚杆3中不同的护坡方案数值模型进行边坡安全稳定性计算,结合最大主应力、最大剪应力和塑性变形云图发现灌草、灌草-挡土墙和灌草-格构锚杆三种护坡方案都能不同程度减小边坡的最大剪应力和最大主应力数值,使边坡的潜在滑动区域下移且不贯通,塑性变形区域变小,边坡上部分潜在破坏区域面积变小且位置下移。挡土墙对边坡坡脚应力数值的减小和塑形变形减弱的贡献较大,格构锚杆与灌草的联合护坡方案对边坡稳定性的提高程度最高。3.根据边坡安全系数计算结果得出香根草-刺槐灌草护坡将铁路路堑边坡的安全系数提高了 20.25%,灌草-挡土墙护坡方案的安全系数提高了 22.84%,灌草-格构锚杆联合护坡方案的安全系数提高了 29.41%。挡土墙和格构锚杆与灌草联合护坡分别比灌草护坡安全系数提高2.59%和9.16%,挡土墙对提高边坡安全系数贡献很小,灌草-格构锚杆联合护坡安全系数提高程度最大,护坡效果最佳。4.香根草-刺槐灌草混交植物护坡技术的实际工程应用效果显示边坡长期稳定性随坡面植物生长年龄增长而逐年增长,其早期增长较快,一般五年后稳定性增长趋缓。采用香根草-刺槐灌草混交护坡方案实际工程效果显着,不仅可以节省工程费用17%,工期缩短25%,节省填挖工程量15%,提高边坡稳定性30%,而且还具有保持水土和美化重庆铁路枢纽东环线的作用。
张星辰[2]（2021）在《纳米固化剂材料研发及固土性能研究》文中指出基于黄河流域高质量发展和黄土高原生态环境保护的现实需求,针对黄土高原及广大无砂石料地区工程建设面临的砂石料开采环境成本高、弃土弃渣难以利用且传统土壤固化材料固土性能亟待提升的问题,为了充分利用当地水土资源,同时减少因开山取石、挖河淘沙等对环境的危害,在已有研究的基础上开发了一种新型纳米土壤固化剂N-MBER。通过室内力学试验与野外工程实践相结合的方法,运用扫描电镜和能谱分析等观测手段,明晰了纳米土壤固化剂性能优化的影响机制,揭示了纳米固化剂对土体力学性能及界面结构的作用机理,提出了纳米固化土单轴压缩本构关系及模型方程,构建了基于土壤惰性矿物激活与离子再造的纳米固化剂固土理论,研发了新型纳米固化剂材料及土体重构技术在不同坡沟生态工程中的施工技术,为纳米土壤固化剂的深入研发及在无砂石料地区的应用提供理论及技术支撑。取得的主要研究成果:1、纳米材料对土壤固化剂的性能影响及N-MBER纳米固化剂开发。针对土壤固化剂在强度和耐久性等方面的缺陷及纳米材料的性能优势,通过分析纳米改性后的土壤固化剂强度变化规律、影响因素以及微观颗粒形态,探讨了不同纳米二氧化硅掺量和养护龄期下的纳米固化剂、普通固化剂及P.O.32.5水泥的胶砂强度提升规律,建立了纳米改性固化剂胶砂抗压强度与掺量和龄期的复合幂指函数模型,明确了纳米固化剂在微观几何形态上对土体颗粒界面的胶凝机制,开发了一种新型纳米土壤固化剂N-MBER,其配方优化后的纳米二氧化硅掺量为2.5%。胶砂试验结果表明该掺量下的纳米固化剂强度较普通固化剂可提升15%以上,较P.O.32.5水泥可提升约50%。2、揭示了纳米固化剂对土体力学性能及界面结构的影响机理。研究发现纳米固化剂的掺量和龄期与固化土的力学性能显着相关,其中掺量与纳米固化土的无侧限抗压强度呈指数函数关系;在力学性能方面,纳米固化土各龄期的无侧限抗压强度较普通固化土和P.O.32.5水泥土可提升10%～30%;在微观界面结构方面,通过对比纳米固化土、普通固化土及水泥土的吸水率、干密度和颗粒形态随养护龄期的变化规律,揭示了纳米固化剂对土体力学性能和界面结构的影响机理。通过上述研究,明确了纳米固化剂加固后的土体在微观界面结构及宏观力学性能方面的演变机制,为进一步研究纳米固化土在受力条件下的应力-应变本构关系提供了基础。3、建立了纳米固化土单轴受压条件下的弹塑性本构模型。通过分析典型纳米固化土构件单轴压缩破坏过程,明晰了纳米固化土受力变形的三个阶段,即早期的材料内部孔隙闭合阶段,峰值应力前的线弹性变形阶段和峰值应力过后的材料破型阶段;通过模型筛选和参数计算,提出了纳米固化土单轴压缩应力-应变的弹塑性本构模型,并对模型精度进行了验证;模型验证结果表明,构建的纳米固化土弹塑性本构模型可以较好地模拟材料在单轴压缩受力下的应力-应变曲线变化规律。上述结果为定量计算纳米固化土在一维压缩条件下的应力-应变关系提供了依据,为研究纳米固化土各向异性多轴受力本构模型的研究提供了参考。4、构建了基于惰性矿物激活与离子再造的纳米固化剂固土理论。研究了纳米二氧化硅在固化剂水化过程中对其水化活性及离子组成和分布的影响机制研究,发现纳米二氧化硅能利用其火山灰催化活性强,颗粒小且流动性高等特点,通过激活土壤惰性矿物和化学离子再造,强化网状胶结,使材料的基本结构单元无分散,相界面紧密接触。同时能激发土体铝酸盐矿物潜在的活性,在相界面和土体单元内部形成牢固的多晶粘土聚集体,从而改善土体颗粒相界面接触的本质,产生较高的强度和水稳定性。研究发现纳米二氧化硅在早期水化过程中对氢氧化钙晶体的细化率可达50%以上,纳米固化剂对土壤胶体中不同形状的水化硅酸钙凝胶数量提升可达30%。通过上述研究构建了纳米固化剂加固土的基本理论,即“基于土壤惰性矿物活性再生与离子再造的相界面重构理论”,该理论的提出可为纳米固化剂的进一步研发及应用提供理论基础。5、提出了纳米固化剂在典型工程中的施工技术。本研究在团队研发的土壤固化剂成果基础上,利用开发的纳米固化剂及其土体重构技术在不同土质地区进行了典型工程的实践应用,结果表明:采用纳米固化土材料修建的工程比同等成本下的水泥土工程强度提升20%以上;在同等工程强度条件下,采用纳米固化土的修建成本可节省30%以上;纳米固化土的具有就地取材、施工简单且对环境无污染等优势,可以作为主体工程修建淤地坝拦挡墙、道路、蓄水池等设施,同时兼顾节约成本和环境保护。修建的纳米固化土工程及设施对生产建设和生态恢复具有积极的作用,在黄土高原等缺砂少石地区具有良好的推广应用前景。
眭子凡[3]（2021）在《植物根系固土机理及边坡稳定性分析》文中进行了进一步梳理近年来,兼顾修复植被和美化环境的植物生态护坡技术日益成熟,已广泛运用于公路边坡防护工程中。探讨植物根系固土机理,分析植生边坡稳定性,是制定公路生态护坡施工方案的前提条件。本研究基于土力学、生态学和断裂力学原理和方法,改进植物根系固土力学模型,结合根-土复合体室内试验数据,探究植物根系与土体数值模拟的方法,采用有限元软件分析龙琅高速公路边坡的稳定性。主要研究结果如下,（1）植物根系的抗拉力、抗拉强度与根径分别呈线性关系和指数关系,不同植物类型拟合结果存在差异,但变化趋势基本一致,均表现为根系的抗拉力随根径的增大而增大,抗拉强度随根径的增大而减小。当复合体受剪破坏时,根系不会全部断裂,将出现拉断、拔出及滑移3种情形,其中侧根多表现为拔出或断裂,主根主要为滑移,极少发生断裂。（2）基于断裂韧性和功能原理,建立了根-土复合体抗剪强度增量ΔS与植物根系断裂韧性Gp间转换关系,即ΔS=kGp。其力学模型中关键的断裂韧性Gp只需通过根径、弹性模量以及根截面积等少量参数确定。通过验证,基于Griffith断裂准则所构建的模型计算误差值保持在15%左右,可以满足工程计算精度要求。（3）根系在土体中的含量是随深度逐渐降低的,狗牙根（Cynodondactylon）和黑麦草（Loliumperenne）等草本植物根系通常分布于0-30cm厚度的土体内,而多花木兰（Magnolia multiflora）植物根系呈垂直根型,可深扎至土体3-5m内。植物根系能有效提高土体的抗剪强度,其作用效果亦会受到含根量影响,随土体深度增加,复合体含根量下降,根系的加固效果将会逐渐减小。通过室内直剪试验可知,素土和含根土均遵循莫尔-库伦强度理论,植物根系对土体的粘聚力有着较大提升效果,对内摩擦角无太大影响。（4）ABAQUS中杆单元的嵌入模型可用来模拟根土间相互作用,模拟结果与理论计算和试验数据间误差较小,展现出相同的变化规律。根以不同角度嵌入土体,对土体强度的提升存在差异,以60°左右嵌入时,根系对土体抗剪能力提升效果最佳,而当嵌入角度大于90°时,根系增强效果并不明显。同时,在多根布入情况下,采用混合布根方式根系对土体强度的提升效果更佳。（5）降雨总时长不变时,植物根系对边坡安全系数提升效果随降雨量增大而增大,小中大三种降雨强度下草本植物对土体的安全系数提升分别为1.33%、2.08%和6.1%,灌木根系对土体的安全系数依次提高了 3.29%、4.08%和4.32%。降雨强度不变时,随着降雨时间的增加,防护后边坡的安全系数先逐渐增加,最后趋于稳定。植物根系承担的应力主要集中于竖直方向的主根上,应力大小沿根径向下增大,四周分布的侧根也承担着部分应力,沿坡面方向侧根受力较大。本文研究结果为分析植物根系的固土护坡效应,提供了可靠的理论依据,也为生态护坡技术的推广和运用奠定了技术基础。
龚飞龙[4]（2021）在《植物护坡技术在金矿尾矿坝边坡工程中的应用研究》文中进行了进一步梳理我国尾矿库建造数量超15000座,尾矿累计存放量超200亿吨。尾矿库内的废弃尾矿,严重危及周边人民生命财产安全及生态环境,尾矿坝一旦溃坝,后果不堪设想。自党的十八大以来,“生态文明建设”列入了国家五位一体总体布局,国家加强了对矿山生态环境的治理,尾矿库则是矿山生态环境治理的重点。尾矿坝作为尾矿库最关键的一个部分,对其的治理、恢复就显得尤为重要。对于尾矿坝的治理,核心内容就是尾矿坝边坡的稳定性及生态修复。植物护坡技术的主要优点就是能够有效解决或缓解尾矿坝边坡溃坝、滑坡事故、重金属污染以及植被恢复等问题。因此,开展植物护坡技术在尾矿坝边坡工程中的应用研究,具有重要现实意义。本文通过实地调查、文献综合分析等研究手段,采用层次分析法建立尾矿坝边坡护坡植物的评价体系,并对护坡植物进行评价及遴选;根据评价结果,采用三维数值模拟对湖南平江县一处金矿尾矿坝边坡进行植物根系护坡的稳定性分析,主要研究内容及结论包括:1、通过对文献的综合分析,采用层次分析法,建立了以根系深度、植被覆盖程度、重金属富集能力、景观优美度为指标的尾矿坝边坡护坡植物的评价体系,并选择香根草、高羊茅、白三叶、紫花苜蓿、小叶女贞、蜈蚣草、芦苇、狗牙根8种植物作为评价植物。2、根据尾矿坝边坡护坡植物评价体系的评价结果,权重总得分最高的护坡植物为香根草,可见该护坡植物应用于尾矿坝边坡的可行性高;权重得分超过平均得分的植物还有紫花苜蓿、小叶女贞,其中紫花苜蓿在重金属富集能力、景观优美度两项指标上得分较高,能够达到良好的景观效果以及重金属吸收效果;在“根系深度”指标得分最高的植物为香根草,在“植被覆盖程度”指标得分最高的为狗牙根,能够起到良好的防冲刷效果;“重金属富集能力”指标得分最高的植物为香根草,可用于尾矿库重金属污染的生态环境治理;“景观优美度”指标得分最高的植物为小叶女贞和紫花苜蓿。根据评价分析结果,遴选出紫花苜蓿、香根草及狗牙根可作为尾矿坝的护坡植物种植组合。3、根据岳阳平江一处金矿尾矿坝的工程背景资料,建立了基于Midas GTS NX软件的尾矿坝边坡以及香根草根系三维模型,并设定了香根草根系加固尾矿坝边坡的不同工况进行应力分析以及边坡分析（SRM）。4、根据Midas GTS NX软件三维模型数值分析的边坡位移结果,香根草根系的加固对于尾矿坝坡面的位移控制存在明显效果,水平方向和竖直方向的平均位移下降率超50%,可有效控制尾矿坝坡面的表层滑动。尾矿坝坡面水平方向位移减少量随香根草根系的分布密度增大而增大。尾矿坝边坡的单元节点在位移轴上分布的集中程度与香根草根系的分布密度呈正相关。5、根据Midas GTS NX软件三维模型数值分析的边坡应力应变结果,香根草根系加固对尾矿坝的应力应变状态影响不大,基本可忽略。尾矿坝边坡中轴线所在竖直剖面的最大剪应力基本随深度增大而增大,且小于尾矿坝筑坝材料的抗剪强度,在尾矿坝内未出现剪应力连通地面的潜在滑动面,等效塑性应变基本为0,尾矿坝处于稳定状态。6、根据Midas GTS NX软件三维模型数值分析的边坡安全稳定性系数结果,分布密度2m×2m和1m×1m的香根草根系加固作用对于尾矿坝边坡的安全稳定性系数的提升不明显,但安全稳定性系数与香根草根系分布密度成正相关关系。
佘非余[5]（2021）在《坡度对香根草固土护坡性能影响的试验研究》文中研究指明边坡失稳和水土流失是常见的自然地质灾害,给人民的生产和生活带来了严重的危害。因此,对边坡进行防护是必不可少的。传统的边坡工程防护技术,在工程早期就能极大提升边坡的稳定性,起到固土护坡的效果。但是,随着时间的增长,其防护效果会逐渐减弱。传统的边坡工程防护技术还存在造价较高和严重破坏生态环境等问题。因此,在传统的边坡防护技术的基础上,有必要寻求一种将工程建设与生态环境保护有机结合起来的“活性和生态型”的边坡防护方法。植物护坡技术对提高边坡土体的强度、抗变形稳定及抗冲刷侵蚀的能力有显着作用,且具有造价低廉和维持生态平衡的优点。边坡的坡度,是在各种影响边坡稳定的因素中最主要的自然因素之一。因此,开展坡度对植物护坡的影响研究,不但具有重要的理论意义,也具有广阔的工程应用前景。论文依托国家自然科学基金资助项目“高强度林草混交根系成型机理与边坡根系土体加固机制研究”（项目号:31270671）,并以“生态护坡技术在重庆铁路枢纽东环线工程中的应用研究”（项目号:YF1900SD07B）为研究的工程背景,开展了坡度对香根草固土护坡性能影响的试验研究。通过试验研究和理论分析相结合的方法,探明了各种根系形态参数随坡度影响的变化规律,并揭示了其影响机理。在试验研究的基础上,探明了边坡的坡度对香根草根-土复合体抗剪强度指标的影响规律,并揭示了其相关的影响机理。提出了在不同坡度条件下,香根草根-土复合体的粘聚力和内摩擦角的分析模型和理论。通过数值模拟分析,探明了边坡的坡度对香根草生态护坡稳定性的影响规律。本文所开展的主要研究工作及所取得的主要研究结论如下。1、主要的研究工作（1）通过“十字架人工全挖法”挖掘不同坡度条件下生长的香根草,研究了香根草根系直径、根系生物量、根群生长范围以及根径占比在不同坡度和不同坡向的坡体空间的分布形态。探明了根系直径、根系生物量、根群生长范围以及根径占比等随土层深度、坡度和坡向等因素影响的变化规律,并揭示了其相应的影响机理。（2）通过对不同坡度条件下,含根原状土与无根原状土进行的直剪试验,探明了坡度对根-土复合体强度的影响规律,并揭示了其相应的影响机理。（3）建立了香根草根-土复合体抗剪强度指标的分析模型,并确定了相关的模型参数。（4）采用有限单元法,对植物护坡的稳定性进行了数值模拟分析。探讨了边坡的坡度,对植物根系在边坡土体空间分布形态的影响。探明了边坡的坡度对植物护坡稳定的安全系数的影响规律,并揭示了其相关的影响机理。通过数值模拟分析,验证了所提出的分析模型和理论的合理性。2、取得的主要研究进展和创新结论（1）通过对不同坡度条件下的香根草的根系形态参数的分析,发现坡度及坡向对香根草的根系生物量具有明显的影响。当根系位于上坡向时,坡度越大,根系的生物量就越少。当根系位于下坡向时,坡度越大,位于浅层土体内的根系生物量就越多。将香根草的根系生物量进行函数拟合,建立了根系生物量随土层深度与坡度变化的分析模型,并确定了相关的模型参数。（2）通过对不同坡度条件下香根草根系形态参数的分析,发现香根草的根群生长范围随着坡度和深度变化而产生规律性的变化。随着土层深度的增加,处于上坡向和处于下坡向的香根草根群生长范围,都呈现出先增大后减小的趋势。坡度越大,则上坡向生长的香根草根群的生长范围越小,下坡向生长的香根草根群的生长范围相对较大。基于对实测结果的分析,建立了植物的根群生长范围随土层深度与坡度变化的分析模型,并确定了相关的模型参数。该模型可用于分析根群的生长范围,也可用于分析在不同土层深度和不同坡度的坡体空间内的分布形态。（3）通过对不同坡度条件下的香根草根系形态参数的分析,发现坡度对香根草的根径与根径占比有明显的影响。随着坡度的增大,一年生的香根草根系中,根径为0.5～1.5mm范围内的根系所占的比例呈现出增大的趋势。随着坡度的变化,相同土层深度根径的大小也会随之改变。（4）通过对不同坡度条件下,不同土层深度的含根原状土与无根原状土所进行的直剪试验,发现坡度对根-土复合体的抗剪强度的影响,主要体现在提高了其粘聚力方面,而对其内摩擦角的影响较小。同时,研究发现,土体中由于根系的存在,能够显着提高土体的粘聚力。随着坡度的增大,相同土层深度的根-土复合体的粘聚力逐渐增大,但其粘聚力增加的幅度会逐渐变小。（5）通过对直剪试验结果的分析,建立了根系含量与粘聚力的关系模型,并确定了相关的模型参数。同时,建立了不同坡度和不同土层深度条件下,根系数量与根系含量的关系模型,并确定了相关的模型参数。结合所提出的根系生物量和土层深度及坡度的分析模型,建立了根-土复合体抗剪强度指标的计算分析模型,并确定了相关的模型参数。（6）根据数值模拟分析的结果,发现根系对降低水平位移量的效果最为明显。坡度不同时,含根边坡与无根边坡的位移量的大小也各不相同。当坡度的变化范围在30°～45°之内时,研究结果表明,当坡度为30°时,含根边坡与无根边坡的水平位移量、竖向位移量以及总位移量均达到最小值。说明坡度对边坡的整体稳定性,是具有明显影响的。（7）根据数值模拟分析的结果,发现当边坡中有植物根系的存在时,能够降低边坡的塑性变形。但是,这种效果会受到边坡坡度的影响。无论是无根边坡或者是含根边坡,坡脚处的塑性变形均会随着坡度的增大而增大。（8）根据数值模拟分析的结果,发现无根边坡和含根边坡稳定的安全系数,均随坡度的增大而降低。植物根系的存在,会使得边坡稳定的安全系数随坡度增大而减少的幅度降低。在相同的坡度条件下,无根边坡的稳定安全系数最小,含根边坡的稳定安全系均较大。因此,反映出根系对边坡稳定安全系数的提升具有明显的作用。通过试验研究、理论探讨和数值模型分析,探明了坡度对香根草的根系形态分布和对根-土复合体强度的影响规律,揭示了其相应的影响机理。通过研究,也探明了坡度对植物护坡稳定性的影响规律,并揭示了坡度对植物护坡稳定性的影响机理。在此基础上,建立了不同坡度条件下,根-土复合体抗剪强度指标的分析模型,提出了考虑坡度影响的植物护坡稳定性分析方法。上述研究成果,为考虑坡度对香根草固土护坡影响的强度和稳定性分析提供了理论依据,也为植物护坡技术的工程应用奠定了相关的理论基础。
余燚[6]（2021）在《基于柔性加筋理论的根-土复合体强度特性研究》文中研究表明生态护坡技术作为解决边坡土体浅层滑坡、水土流失等生态问题的绿色手段,在实现固土护坡效果的同时,也可以改善边坡周边环境,促进生态平衡。当前,对于原状根-土复合体的强度特性和强度模型的研究都有待完善,这也成为制约生态护坡技术进一步推广使用的瓶颈。为了解决该问题,通过理论分析和试验研究对植根固土效果进行了探究,并依据柔性加筋理论建立了原状根-土复合体强度计算模型。通过对根系固土机理分析及根-土复合体室内试验,利用试验数据对现有根-土复合体柔性加筋强度模型进行优化。试验包括根系分布及力学性能试验,根-土复合体剪切试验;利用试验结果研究根系固土机制,检验并优化现有的柔性加筋模型,建立以根重密度RMD为核心计算参数的根-土复合体强度模型。该研究具有一定的理论意义和工程实用价值。论文依托国家自然科学青年基金项目“基于根系构型定向调控的植物边坡固土机理研究”（项目编号:51608545）及中铁二十局科技研发项目“生态边坡技术在重庆铁路枢纽东环线工程中的应用研究”（项目编号:YF1900SD07B）,选用湖南地区常见红粘土及护坡植物香根草,开展了根-土复合体强度特性试验及根系固土理论研究。主要的研究成果及创新性结论如下:（1）香根草根系力学特性测定试验表明,贫瘠土质和无水肥管理等培养条件将显着降低其根系的力学性能。根系直径越大,根系抗拉力越大、根系抗拉强度越小。根系分布测定试验表明,根系分布指标根重密度RMD与土层深度呈显着的抛物线函数关系,深度越浅,土中根系分布越密集,根重密度RMD越大。（2）通过根土-复合体室内剪切试验,探明了根-土复合体剪切特性。试验结果显示:深度越浅的根-土复合体,其抗剪强度越大。当剪切位移在0-3 mm内,根-土复合体剪切应力及其增长速率都小于素土体;当剪切位移3 mm超过后,根-土复合体的剪切应力逐渐接近并超过素土剪切应力,且剪切位移的增大,差距逐渐增大;根-土复合根系密度越大,相应剪切应力峰值越大,峰值相应的剪切位移也越大。（3）根-土复合体剪切试验结果显示,在相同竖向压力条件下,根系密度越大,其剪应力峰值越大,整体抗剪强度也越大。根-土复合体在剪切破坏时,土中根系将受力滑动但所受滑动摩阻力小于根系极限抗拉强度。Spearman相关分析结果显示,根重密度RMD与根-土复合体粘聚力c呈强相关关系,与摩擦角φ呈弱相关关系。由此可得,根重密度RMD能有效的影响根-土复合体粘聚力c,但对摩擦角φ影响效果较弱。（4）建立了以根重密度RMD作为核心计算参数的根-土复合体柔性加筋优化模型。该模型利用方便易测的根系指标-根重密度RMD代替根系数量n,不但克服了原柔性加筋模型中参数取值测定困难且受人为因素影响大的缺陷,保证了参数取值的客观性,同时也能较为便捷和准确地计算根-土复合体强度。
欧阳淼[7]（2021）在《根系构型调控对植物固土护坡性能的影响研究》文中研究说明植物固土护坡的能力与植物根系形态密切相关,往边坡上坡向生长穿过滑动面的植物根系受到拉力作用,对表层土体起到锚固作用;而往边坡下坡向生长的根系受到压力作用,对滑动土体起不到加固作用。因此在已有的根系固土理论和研究基础上,将植物根系调控技术引入植物边坡固土机理研究中,旨在调控植物根系往有利于加固边坡土体的方向生长,从而提高植物边坡的抗剪切能力,扩大植物护坡技术在工程实践中的应用。论文以根系发达的“深远探索型”护坡植物——香根草为研究对象,依托国家自然科学青年基金项目“基于根系构型定向调控的植物边坡固土机理研究”（项目编号:51608545）及中铁十二局科技研发项目“生态边坡技术在重庆铁路枢纽东环线工程中的应用研究”（项目编号:YF1900SD07B）等开展研究。通过土壤水分入渗特性试验和不同水肥组合调控试验,研究了香根草根系生长与水分、养分等空间异质性之间的响应关系。其次,基于上述响应关系,进一步开展原状土剪切试验和数值模拟分析,从而探明了根系构型调控对边坡土体强度及稳定性的影响规律,提出了提高边坡稳定性的根系构型调控方法。主要的结论如下:（1）在间接地下滴灌的条件下,随着土壤初始含水率的增加,水分趋于垂直向下运移,湿润体水平方向对称轴不断下移,随时间呈对数函数变化。滴头流量大时,水分向水平方向运移的趋势明显;滴头流量小时,水分更趋向于向垂直方向运移。当采用间接地下滴灌的方法调控香根草根系构型时,可通过调节滴头流量和土壤初始含水率来控制土壤湿润体特征参数,定向调控植物根系构型。（2）自然生长条件下,65%左右的香根草根系偏向边坡下坡向生长。下坡向生长的根系粗长且密集,上坡向生长的根系细短且稀疏。水肥组合调控条件下,香根草在上坡向大量增生2级根和3级根,其根系占比约为60%～66%。试验结果表明,水肥组合调控条件下,水分对香根草根系生长的影响要远弱于养分,而相比较于氮肥,香根草根系又更加偏爱磷肥,以水肥组合M3W2的方式调控,上坡向的根系增生最多。（3）通过原状土剪切试验发现,边坡土体中根系数量越多,根系直径越小,根系表面积越大,其抗剪强度越大。当试样受剪,根系与土体产生相对滑动时,根系与土体之间的摩擦力和胶合力转化成剪阻力来阻止土体滑动。通过回归分析发现,土体的粘聚力随根系表面积密度呈线性增大趋势。根系数量越多,根系直径越小,抗拉强度越大,与土体胶结能力越强;根系表面积越宽,与土体的摩擦力就越大,越能抵抗剪切力。（4）基于Wu氏模型,推导了边坡根系分布角度与边坡土体强度的关系表达式,并对单株香根草边坡根系对土体抗剪强度的增量△S进行了计算。根据该结论,对边坡土体内生长的香根草根系进行水肥调控,结果表明,调控后香根草2级根和3级根在边坡上坡向土体中大量增生,且增生的大部分根系与竖直方向的夹角大于坡角,使得单株香根草边坡土体的抗剪强度提高了17.59kPa～33.97kPa。（5）通过数值模拟分析发现,水肥组合调控后,改善了自然生长条件下的边坡植物根系构型在固土护坡方面的不足。相比于自然生长条件下香根草根系,调控后上坡向生长的香根草根系较大地提高了坡脚承受水平应力的能力,较好地约束了边坡位移,坡脚能够承受的水平应力增大了14.21%,坡顶水平位移减少了57.14%。对比自然生长条件下香根草植物边坡,根系调控后的香根草植物边坡安全系数提高了7.20%。
王艺霖[8]（2020）在《基于传感型土工带多元信息的路基内部灾变定位、前兆辨识及预警方法研究》文中研究表明交通基础设施建设是我国实现工业化不可或缺的环节,也是下一阶段实现经济双循环的重要基础保证。近年来,高速公路、高速铁路里程不断增加,已为我国的经济增长和社会发展做出了重要贡献,并将是我国交通强国建设的重要部分。高速公路、高速铁路对公共安全和社会经济的潜在影响,进一步突出了高速公路、高速铁路路基的全寿命周期性能监控和灾变前兆辨识与安全预警的必要性和重要性。然而,路基在复杂环境荷载作用下的长期安全监控及灾变预警面临着严重的技术挑战。第一,常规的结构监测偏重于沉降、水平位移等结构外部稳定性指标,无法及时获取结构内部变形信息。其次,现有的结构内部变形测量方法存在耐久性差、安装效应强、费用昂贵、量程低等缺点,不能满足工程需求。第三,目前的测量手段的监测信息仅限于局部变形这一单一信息,难以实现对结构内部变形的分布式测量,易导致结构灾变预警的漏报、误报或迟报。针对以上问题,本文以基于导电聚合物拉敏效应研发而成的传感型土工带（Sensor-enabledgeobelts,简称SEGB）为研究对象,通过理论分析、室内试验、足尺模型试验、有限元模拟、现场试验等多种研究手段,开展基于SEGB的路基灾变前兆辨识与预警技术研究。SEGB在与土体相互作用中可实现对自变形的分布式测量。通过SEGB拉敏特性模型、全应力-应变本构模型、筋土界面本构模型和蠕变本构模型等多种本构模型的耦合,可以得到SEGB在土体中的应变分布、应力分布、位移分布和界面剪应力分布等多元信息。利用SEGB所得的多元信息,揭示了考虑SEGB粘塑性大变形的非线性行为分布规律,分析了路基结构灾变前SEGB的变形特征,并从路基长期服役期性能监测的角度提出了路基灾变定位、前兆辨识及预警方法。主要工作及结论如下:（1）对SEGB的全应力-应变特性、拉敏特性、筋土界面特性及流变特性分别建立了考虑SEGB粘塑性大变形应力-应变本构模型、考虑温度影响的拉敏效应本构模型、分别适用于应变硬化界面和软化界面的筋土界面本构模型,以及以开尔文元件为主的流变本构模型,并在路基内部灾变定位、前兆辨识和预警方法中实现了多本构模型耦合。（2）以SEGB全应力应变曲线和筋土界面响应为基础,分别建立了适用于应变硬化筋土界面和应变软化筋土界面的SEGB拉拔荷载传递方程。利用SEGB分布式测量和多元信息获取的优点,通过开展拉拔摩擦试验验证了拉拔荷载传递方程的有效性,揭示了 SEGB在拉拔过程中非线性行为的分布规律。（3）开展了考虑不同SEGB有效长度和不同法向压力的拉拔摩擦试验,分析并总结了 SEGB在不同失效模式（拔断或拔出）下的变形特征。基于极限平衡假设推导了两种失效模式的临界状态公式,可对SEGB在土体中的失效模式进行预判。（4）基于SEGB的分布式自检测和多种本构模型耦合所得到的应变分布、应力分布、位移分布和界面剪应力分布等多元信息,提出了路基内部灾变的定位、前兆辨识及预警方法。研发了基于SEGB、适用于路基长期性能监测和灾变预警的岩土工程安全预警软、硬件系统,实现了对SEGB分布式测量数据的自动采集、自动传输、云端存储、实时监控、后台查询、多级预警等功能。（5）开展了加筋土挡墙足尺模型试验和潍日高速跨越采石坑高填方路基现场试验。在试验中成功应用了基于SEGB的岩土工程安全预警软、硬件系统,对提出的路基内部灾变定位、前兆辨识及预警方法进行了验证与应用。以现场试验为工程背景建立了 ABAQUS有限元模型,在模型中以UMAT子程序的方式考虑了 SEGB流变本构模型的因素,分析了 SEGB流变特性对路基长期服役期性能的影响。
李俊鹏[9]（2020）在《废旧轮胎加筋建筑垃圾土地基力学性能研究》文中进行了进一步梳理经济快速发展和城市化建设步伐加快,产生大量建筑垃圾和废旧轮胎,处理数量庞大的建筑垃圾和废旧轮胎已成为紧迫的的环境问题。针对目前废旧轮胎资源化利用常用方法存在二次污染严重、能耗大、成本高等问题,以及建筑垃圾侵占土地、污染环境的现状,本文提出废旧轮胎和建筑垃圾岩土工程生态处置与资源化利用技术,通过室内地基模型试验和数值模拟分析,研究废旧轮胎加筋建筑垃圾土地基的力学性能和工作机理,推广该技术在岩土工程中的应用,进而提高废旧轮胎和建筑垃圾处置与资源化水平,促进经济与社会可持续发展。为确定室内模型试验地基填料与加筋材料基本性能指标,通过地基填料颗粒分析试验、击实试验和筋材拉伸试验,将建筑垃圾填料与常规填料砂土比较,废旧轮胎与土工格室比较,得到建筑垃圾土和砂土的级配曲线、击实曲线及模型试验所用废旧轮胎和土工格室的工程技术指标。为研究方形基础下废旧轮胎加筋建筑垃圾土地基力学性能,将建筑垃圾土与砂土对比,加入土工格室和废旧轮胎地基与未加筋地基作比较,在65%和95%两种压实度下进行了12组室内平板载荷试验。对比分析不同压实度、不同地基填料和不同加筋材料对荷载-沉降关系、加筋承载力比、承载力改善因子和沉降减小比的影响,量化了废旧轮胎加筋建筑垃圾土地基在提高承载力和减小沉降量方面的优越性。通过室内地基模型试验研究了地基土表变形、地基内竖向土压力分布,进而简要探讨加筋地基工作机理。采用数值模拟软件PLAXIS对废旧轮胎加筋建筑垃圾土地基进行模拟分析,选取两个对照组从数值模拟分析角度研究废旧轮胎与建筑垃圾用于加筋地基的可行性,并将数值模拟获得数据与室内模型试验所得数据进行对比分析,进一步研究加筋地基的力学性能及整体变形特征。研究内容包括加筋地基的荷载-沉降特性、土表变形以及内部土压力变化。研究结果表明:（1）回收加工后得到的建筑垃圾土填料为级配良好的地基填料,试验所用砂土为级配良好砂。建筑垃圾土拥有较好的击实效果,是性能良好的地基填料。废旧轮胎的极限拉伸强度大于土工格室,并且废旧轮胎的极限延伸率较大,拉伸模量较小。（2）提高压实度地基承载力和初始刚度均增大,而沉降减小。建筑垃圾土的荷载-沉降特性优于砂土。建筑垃圾土地基在较低的沉降比下,未加筋地基的承载力最高,随着沉降变形的发展,加筋地基承载力逐渐超过未加筋地基。建筑垃圾土地基在高压实度下表现出更好的加筋效果。同等条件下,废旧轮胎加筋效果比土工格室要好。筋材应变在高压实度建筑垃圾土中得到更快发展。加入废旧轮胎前后,建筑垃圾土地基沉降值差异并不大,算得的沉降减小比小于砂土地基值。减小地基沉降方面,废旧轮胎加筋效果更好。远离中心处的土表变形对基础荷载的响应要小于靠近中心处。高压实度下土表隆起值大于低压实度下的值。建筑垃圾土能够有效降低填土表面隆起。筋材的加入使土表变形更加均匀。同一基础荷载下,高压实度地基土压力值要高于低压实度地基。相对传统地基,建筑垃圾土地基能将基础荷载扩散到更广范围,从而降低地基土压力。加入筋材后土压力值明显下降,且轮胎加筋地基土压力小于格室加筋地基。地基内部土压力沿水平方向呈非线性分布状态,筋材的加入使得地基内部土压力在水平方向分布更加均匀。（3）数值模拟结果表明,相同荷载下,废旧轮胎加筋建筑垃圾土地基沉降小于加筋砂土地基,地基性能较良好。在建筑垃圾土地基中,废旧轮胎加筋地基的性能优于土工格室加筋地基。数值计算无法精确模拟实际试验条件,但是模拟结果总体趋势与室内试验大致相同,对废旧轮胎加筋建筑垃圾土地基性能研究具有一定参考意义。建筑垃圾土与砂土相比,能够减小因地基沉降产生的土表沉降变形。试验结束时,废旧轮胎加筋地基的土表变形值小于土工格室加筋地基,远离基础中心的土体对基础荷载的响应要小于靠近基础中心的土体。使用废旧轮胎代替土工格室,土表变形更加均匀。使用强度较高的建筑垃圾土作为地基填料,能够降低地基内部的土压力。与土工格室相比,废旧轮胎加筋地基更好地改善了建筑垃圾土地基的性能。地基内部土压力在水平方上向呈非线性分布。数值模拟发现加筋地基上部荷载对土压力的影响范围并不大。
杨昊[10]（2020）在《桩前约束型桩板支护结构在不同嵌固土体下的性状研究》文中研究指明桩前约束型桩板支护结构是基于传统悬臂桩改进而来的一种新型支护结构。本文主旨是在前人对这一新型支护结构的研究基础上,进一步推动其在工程实际当中的应用,解决面临支护现场复杂地质嵌固条件时遇到的问题。本文主要研究工作和成果如下:（1）对桩前约束型桩板支护结构进行受力分析,将其以嵌固土体的表面,分为上部桩和下部桩两部分分别进行计算,将计算所得到的结果与前人所作的试验和本文借助MIDAS/GTS NX有限元软件所计算的结果,相互论证。再考虑约束板处的梯形荷载,从支护结构整体角度出发,计算该支护结构的静力平衡、力矩平衡。（2）参考某一工程实例,在MIDAS/GTS NX有限元软件中,模拟该工程的工况。将重庆地区典型的土体如灰岩碎石土、砂泥岩碎石土、粉质粘土的材料属性代入,计算这三类不同土体在相同嵌固条件下的模型。由计算结果可知在三米嵌固土体的厚度下,灰岩碎石土、砂泥岩碎石土、粉质粘土的桩顶最大位移均能够满足工程使用的合格标准。就桩顶最大位移来看支护效果最优为灰岩碎石土嵌固条件,砂泥岩碎石土其次,粉质粘土的支护效果最差。桩身应力从应力分布曲线图和提取的关键点来看,其规律大致相同。桩身肋板处应力最大,其次是桩身与约束板交界处,应力方向与肋板相反。支护嵌固强度越高的土体,桩身所受的应力相对来说越大。通过将悬臂式挡土墙在相同嵌固条件下进行模拟计算,发现在较钱的嵌岩深度下,桩顶位移很大,可见桩前约束型桩板支护结构的优越性。（3）将灰岩碎石土、砂泥岩碎石土、粉质粘土这三种土体单独拿出来,研究在同一性质的嵌固土体下,不同嵌固厚度对于桩前约束型桩板支护结构的性状影响。通过建模计算可知,灰岩碎石土作为嵌固土体时,在两米嵌岩深度下,灰岩碎石土厚度达到七米桩顶位移也是可以满足工程使用标准的。砂泥岩碎石土作为嵌固土体其厚度达到七米时,超出了工程使用标准,通过加深嵌岩深度,可以达到使用的要求的。粉质粘土作为嵌固土体时,其嵌固厚度在三米是可以满足工程使用标准的,超出三米的厚度不满足。当嵌固厚度达到七米时,即使加深嵌岩深度,桩顶位移也不满足工程使用标准,需寻找别的解决措施。支护结构的应力分布规律与之前的也都是大致相同。（4）关于软弱嵌固土体的增强措施,本文主要介绍了两者方法。一是增大支护结构的尺寸,通过增大支护结构的尺寸,可以提高支护结构的稳定性,从而达到安全支护的效果。这种方法通常不经济。二是利用灌浆法来提高桩前土体的承载力,以达到工程中合格的支护标准。通过建模计算,可知灌浆法和增大支护结构尺寸这两种方案,均对改善支护条件有很好的效果。
二、固土材料在我国公路岩土工程中的应用（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、固土材料在我国公路岩土工程中的应用（论文提纲范文）
（1）灌草混交植物护坡技术在铁路边坡工程中的应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1. 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 生态护坡研究现状 |
| 1.2.2 灌草护坡稳定性研究现状 |
| 1.2.3 灌草护坡在边坡防护工程中的应用研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 1.4 研究方法和技术路线 |
| 2. 灌草混交植物护坡理论基础 |
| 2.1 摩尔-库伦强度理论 |
| 2.2 灌草根系固土护坡的力学原理 |
| 2.2.1 灌草根系对边坡的加筋作用 |
| 2.2.2 灌草根系对边坡的锚固作用 |
| 2.3 灌草混交植物护坡的水文效应 |
| 2.4 本章小结 |
| 3. 灌草混交植物护坡植物优选 |
| 3.1 研究区基本情况 |
| 3.2 研究区植物选择 |
| 3.2.1 常用灌草混交护坡植物种类介绍 |
| 3.2.2 香根草的选择 |
| 3.2.3 刺槐的选择 |
| 3.2.4 香根草刺槐灌草组合优势 |
| 3.3 本章小结 |
| 4. 灌草混交植物护坡方案的稳定性分析 |
| 4.1 工程概况与方案确定 |
| 4.2 灌草混交植物护坡根土复合体抗剪强度试验 |
| 4.2.1 材料选取及其概况 |
| 4.2.2 土样制备 |
| 4.2.3 试验仪器及测试方法 |
| 4.2.4 试验结果 |
| 4.3 数值模拟软件介绍 |
| 4.3.1 功能介绍 |
| 4.3.2 主要功能特点 |
| 4.3.3 适用领域及工程应用 |
| 4.4 灌草混交植物护坡计算模型的建立 |
| 4.4.1 计算实例简述 |
| 4.4.2 灌草混交植物护坡三维模型的构建 |
| 4.4.3 数值模型的材料参数和边界条件 |
| 4.5 灌草混交植物护坡稳定性计算结果分析 |
| 4.5.1 路堑边坡的应力分析 |
| 4.5.2 灌草根系的应力分析 |
| 4.5.3 路堑边坡的稳定性分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 5. 灌草混交植物护坡实际工程应用效果 |
| 5.1 实际工程应用施工情况 |
| 5.2 灌草种植效果 |
| 5.2.1 香根草种植效果 |
| 5.2.2 刺槐种植效果 |
| 5.3 关键技术及指标对比分析 |
| 5.3.1 长期稳定性 |
| 5.3.2 经济性 |
| 5.3.3 工期 |
| 5.3.4 水土保持效果 |
| 5.3.5 生态、环保及景观效应 |
| 5.4 本章小结 |
| 6. 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 (攻读学位期间取得的学术成果) |
| 致谢 |
（2）纳米固化剂材料研发及固土性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究进展 |
| 1.2.1 土壤固化剂研究进展 |
| 1.2.2 纳米改性材料进展 |
| 1.2.3 纳米材料加固土的进展 |
| 1.2.4 水泥基类本构模型进展 |
| 1.2.5 研究现状与不足 |
| 1.3 研究内容与技术路线 |
| 第二章 试验材料及方法 |
| 2.1 试验材料 |
| 2.1.1 纳米改性剂 |
| 2.1.2 土壤固化剂 |
| 2.1.3 试验用土 |
| 2.1.4 纳米固化土 |
| 2.2 研究方法 |
| 2.2.1 前期预备试验 |
| 2.2.2 固化剂胶砂试验 |
| 2.2.3 纳米固化土性能试验 |
| 2.2.4 微观物理化学分析 |
| 第三章 纳米固化剂研发及性能优化试验研究 |
| 3.1 纳米材料筛选 |
| 3.1.1 纳米添加剂的初步筛选 |
| 3.1.2 两种纳米添加剂性能对比 |
| 3.2 试验方案及试样制备 |
| 3.2.1 改性试验方案 |
| 3.2.2 试件制备与养护 |
| 3.3 纳米固化剂胶砂强度影响因素研究 |
| 3.3.1 纳米固化剂抗折强度影响因素分析 |
| 3.3.2 纳米固化剂抗压强度影响因素分析 |
| 3.4 纳米固化剂性能优化方案对比 |
| 3.4.1 纳米固化剂宏观力学性能对比 |
| 3.4.2 纳米固化剂微观分形特征对比 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 纳米固化剂对土体力学性能及界面结构的影响 |
| 4.1 试验方案及试样制备 |
| 4.1.1 试验方案 |
| 4.1.2 试样制备与养护 |
| 4.2 纳米固化土力学性能影响因素 |
| 4.2.1 养护龄期对固化土力学性能的影响 |
| 4.2.2 固化剂掺量对固化土力学性能的影响 |
| 4.3 不同固化土界面结构对强度的影响分析 |
| 4.3.1 不同固化土的抗压强度对比 |
| 4.3.2 吸水率和干密度对固化土强度的影响 |
| 4.3.3 固化土界面结构组成及颗粒形态分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 纳米固化剂固土机理研究 |
| 5.1 纳米二氧化硅火山灰活性加速水化过程 |
| 5.2 纳米固化剂改变土体化学离子的微观分布 |
| 5.3 纳米固化剂重构土体的相界面结构 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 纳米固化土的本构模型研究 |
| 6.1 单轴压缩破坏过程分析 |
| 6.2 本构关系模型构建 |
| 6.2.1 曲线无量纲处理 |
| 6.2.2 模型的推导及优化 |
| 6.3 本构模型参数确定 |
| 6.3.1 不同模型参数计算 |
| 6.3.2 模型拟合程度分析 |
| 6.4 本构模型的试验验证 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 纳米固化剂在坡沟防护工程中的技术应用 |
| 7.1 黄土地区沟道土地整治防护工程技术应用 |
| 7.1.1 研究区概况 |
| 7.1.2 结构设计与材料配制 |
| 7.1.3 施工及成型技术 |
| 7.2 南方红壤区坡面及道路防护工程技术应用 |
| 7.2.1 研究区概况 |
| 7.2.2 红壤区土质特性 |
| 7.2.3 结构优化与设计 |
| 7.2.4 施工及成型技术 |
| 7.3 纳米固化剂施工技术要点 |
| 7.4 成本分析和环境效益 |
| 7.4.1 工程成本分析 |
| 7.4.2 环境效益分析 |
| 7.5 本章小结 |
| 第八章 总结与展望 |
| 8.1 结论及创新点 |
| 8.1.1 主要结论 |
| 8.1.2 创新点 |
| 8.2 局限性与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（3）植物根系固土机理及边坡稳定性分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 生态护坡技术 |
| 1.2.2 植物护坡理论 |
| 1.2.3 根-土力学机制模型 |
| 1.2.4 植生边坡稳定性分析 |
| 1.3 目前研究中存在的问题 |
| 1.4 研究内容和技术路线 |
| 1.4.1 研究内容 |
| 1.4.2 技术路线 |
| 2 植物根系固土力学模型 |
| 2.1 植物根系固土常规模型 |
| 2.1.1 WU.T.H模型 |
| 2.1.2 FBM模型 |
| 2.2 能量法模型的构建与验证 |
| 2.2.1 植物根系增强土体的作用机理 |
| 2.2.2 植物韧性断裂能量吸收机制 |
| 2.2.3 模型验证 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 根-土复合体强度特性试验 |
| 3.1 试验路段概况 |
| 3.1.1 气候特点 |
| 3.1.2 工程特性 |
| 3.1.3 土体物理性质 |
| 3.2 试验设备、材料及方法 |
| 3.2.1 护坡植物的选择 |
| 3.2.2 根-土复合体取样 |
| 3.3 试验结果 |
| 3.3.1 根系分布特征 |
| 3.3.2 根-土复合体抗剪强度 |
| 3.3.3 含根量对根土复合体抗剪强度的影响 |
| 3.3.4 植物根-土复合体抗剪强度指标分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 植物根系与土体相互作用数值模拟研究 |
| 4.1 有限元方法基本思路 |
| 4.1.1 模型构建的意义 |
| 4.1.2 有限元软件的选择 |
| 4.2 根-土复合体有限元计算模型的构建 |
| 4.2.1 模型的构建 |
| 4.2.2 接触类型的选择及边界条件的设置 |
| 4.3 模型的验证 |
| 4.3.1 根-土复合体剪应力与剪切位移曲线分析 |
| 4.3.2 根-土复合体抗剪强度和垂直荷载的关系 |
| 4.3.3 根系嵌入角度与抗剪强度的关系 |
| 4.3.4 最佳布根方式讨论 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 龙琅高速边坡稳定性分析 |
| 5.1 强度折减法基本理论 |
| 5.2 材料参数取值与模型建立 |
| 5.3 边界条件 |
| 5.4 计算结果分析 |
| 5.4.1 基于安全系数稳定性分析 |
| 5.4.2 基于塑性应变稳定性分析 |
| 5.4.3 基于土体位移稳定性分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间主要学术成果 |
| 致谢 |
（4）植物护坡技术在金矿尾矿坝边坡工程中的应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究进展 |
| 1.2.1 植物护坡技术的工程应用 |
| 1.2.2 植物护坡机理的研究进展 |
| 1.2.3 植物根系形态及生长模拟研究现状 |
| 1.2.4 根-土相互作用对边坡稳定性影响的数值模拟研究现状 |
| 1.2.5 尾矿坝植物护坡的研究进展 |
| 1.3 研究方案和技术路线 |
| 1.3.1 研究方法和内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 2 工程概况 |
| 2.1 工程背景 |
| 2.2 地质环境条件 |
| 2.2.1 区域地质背景 |
| 2.2.2 地形地貌 |
| 2.2.3 地层岩性 |
| 2.2.4 水文气象 |
| 2.3 设计概况 |
| 2.3.1 尾矿资料 |
| 2.3.2 尾矿库设计 |
| 2.3.3 尾矿库安全隐患 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 护坡植物评价与遴选 |
| 3.1 评价方法的确定 |
| 3.1.1 常用的评价方法 |
| 3.1.2 层次分析法(AHP) |
| 3.2 评价体系的构建 |
| 3.2.1 建立层次模型 |
| 3.2.2 构建判断矩阵 |
| 3.2.3 层次单排序及其一致性检验 |
| 3.2.4 层次总排序及其一致性检验 |
| 3.2.5 护坡植物分析评价 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 香根草根系加固尾矿坝边坡的三维数值模型 |
| 4.1 软件介绍 |
| 4.1.1 Midas GTS NX软件主要功能特性介绍 |
| 4.1.2 Midas GTS NX软件边坡稳定分析原理 |
| 4.1.3 数值模拟分析步骤 |
| 4.2 三维数值模型建立与网格划分 |
| 4.2.1 建立几何模型 |
| 4.2.2 生成网格单元 |
| 4.2.3 定义材料、属性 |
| 4.2.4 边界条件及荷载 |
| 4.2.5 尾矿坝边坡工况定义 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 香根草根系加固尾矿坝边坡稳定性分析 |
| 5.1 边坡位移分析 |
| 5.1.1 工况一(尾矿堆积至+206m处) |
| 5.1.2 工况二(尾矿堆积至+212m处) |
| 5.1.3 工况三(尾矿堆积至+218m处) |
| 5.2 边坡应力分析 |
| 5.2.1 工况一(尾矿堆积至+206m处) |
| 5.2.2 工况二(尾矿堆积至+212m处) |
| 5.2.3 工况三(尾矿堆积至+218m处) |
| 5.3 边坡应变分析 |
| 5.3.1 工况一(尾矿堆积至+206m处) |
| 5.3.2 工况二(尾矿堆积至+212m处) |
| 5.3.3 工况三(尾矿堆积至+218m处) |
| 5.4 香根草根系加固尾矿坝边坡安全稳定性系数分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（5）坡度对香根草固土护坡性能影响的试验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 植物护坡理论研究现状 |
| 1.2.2 根-土复合体的力学特性研究 |
| 1.2.3 香根草在植物护坡中的应用研究现状 |
| 1.3 本文的主要研究内容、方法和技术路线 |
| 1.3.1 主要研究内容和方法 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 2 植被固土护坡理论 |
| 2.1 概述 |
| 2.2 植被护坡的水文效应 |
| 2.3 植被护坡的力学效应 |
| 2.3.1 莫尔-库伦强度理论 |
| 2.3.2 植被护坡的力学原理 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 不同坡度条件下香根草根系的分布形态研究 |
| 3.1 概述 |
| 3.2 试验方法 |
| 3.3 坡度对香根草根系的分布形态的影响 |
| 3.3.1 坡度对香根草根系生物量的影响 |
| 3.3.2 坡度对香根草根群生长范围的影响 |
| 3.3.3 坡度对香根草不同根径占比的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 4. 根-土复合体直剪试验及分析 |
| 4.1 概述 |
| 4.2 试验材料、设备及方法 |
| 4.2.1 试验材料与设备 |
| 4.2.2 试验方法 |
| 4.3 试验结果与分析 |
| 4.3.1 抗剪强度指标分析 |
| 4.3.2 抗剪强度指标模型的建立 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 不同坡度条件下的生态护坡稳定性数值分析 |
| 5.1 基本理论 |
| 5.2 边坡稳定性分析的方法 |
| 5.3 有限单元模型的建立 |
| 5.3.1 几何模型及边界约束条件 |
| 5.3.2 土体模型 |
| 5.3.3 根系模型 |
| 5.4 边坡的稳定性分析 |
| 5.4.1 边坡的位移特征 |
| 5.4.2 塑性变形 |
| 5.4.3 安全系数 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 (攻读学位期间取得的学术成果) |
| 致谢 |
（6）基于柔性加筋理论的根-土复合体强度特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 根系分布研究 |
| 1.2.2 根系力学性能研究 |
| 1.2.3 根-土复合体强度特性研究 |
| 1.3 主要研究内容及方法 |
| 1.3.1 主要研究内容 |
| 1.3.2 总体研究思路技术路线 |
| 2 植物根系固土护坡理论研究 |
| 2.1 概述 |
| 2.2 植物固坡效应 |
| 2.3 根系加筋固土理论 |
| 2.3.1 Mohr-Coulomb强度理论 |
| 2.3.2 根系固土机理 |
| 2.3.3 摩擦加筋理论 |
| 2.3.4 摩擦加筋模型讨论 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 根系分布及其力学性能研究 |
| 3.1 概述 |
| 3.2 模拟种植试验 |
| 3.2.1 试验用土-红粘土 |
| 3.2.2 试验用草-香根草 |
| 3.2.3 种植方案 |
| 3.3 根系分布情况 |
| 3.3.1 根系分布测定试验 |
| 3.3.2 根系分布结果 |
| 3.4 根系力学性能研究 |
| 3.4.1 根系抗拉试验介绍 |
| 3.4.2 根系抗拉试验结果 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 根-土复合体剪切试验研究 |
| 4.1 概述 |
| 4.2 原状根-土复合体剪切试验 |
| 4.2.1 剪切试验过程 |
| 4.2.2 根-土复合体剪切结果及分析 |
| 4.2.3 剪切特征及分析 |
| 4.2.4 综合分析 |
| 4.3 试验结果的统计与分析 |
| 4.3.1 试验结果汇总 |
| 4.3.2 Spearman相关分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 柔性加筋模型及其优化 |
| 5.1 概述 |
| 5.2 柔性加筋模型 |
| 5.2.1 模型及假定 |
| 5.2.2 柔性加筋模型框架 |
| 5.2.3 柔性根系模型验算 |
| 5.2.4 柔性加筋模型存在的问题 |
| 5.2.5 优化方向 |
| 5.3 柔性加筋模型优化及优化验证 |
| 5.3.1 柔性加筋模型优化 |
| 5.3.2 优化模型的验证 |
| 5.3.3 柔性加筋模型及固土机理分析 |
| 5.3.4 试验数据与优化模型分析 |
| 5.4 讨论 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 存在的不足及未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 附录 (攻读学位期间取得的学术成果) |
| 1) 参加项目课题 |
| 2) 发表论文 |
| 致谢 |
（7）根系构型调控对植物固土护坡性能的影响研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状及发展趋势 |
| 1.2.1 植物根系的固土效应 |
| 1.2.2 植物根系的分布形态 |
| 1.2.3 根系调控的相关方法 |
| 1.3 研究内容及方法 |
| 2 考虑植物根系形态的根系固土模型 |
| 2.1 植物根系固土理论 |
| 2.1.1 植物根系的加筋理论 |
| 2.1.2 植物根系加筋作用的力学模型 |
| 2.2 根系生长角度的影响 |
| 3 植物根系构型调控试验 |
| 3.1 土壤水分入渗特性试验 |
| 3.1.1 材料与方法 |
| 3.1.2 试验结果与分析 |
| 3.2 水肥组合调控试验 |
| 3.2.1 试验场地概况 |
| 3.2.2 试验设计 |
| 3.2.3 根系形态观测及数据采集 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 定向调控对根系构型的影响 |
| 4.1 根系数量与土层深度的关系 |
| 4.2 不同根径的根系占比 |
| 4.3 根系生长形态分布 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 调控后根系构型对边坡土体强度的影响 |
| 5.1 原状土剪切试验 |
| 5.1.1 试验材料与设备 |
| 5.1.2 试验方法与步骤 |
| 5.1.3 试验结果分析 |
| 5.2 根系表面积密度与边坡土体强度的关系 |
| 5.3 根系生长角度与边坡土体强度的关系 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 数值分析根系构型调控对边坡稳定性的影响 |
| 6.1 边坡模型 |
| 6.1.1 裸坡模型 |
| 6.1.2 自然生长条件下香根草植物边坡模型 |
| 6.1.3 水肥调控条件下香根草植物边坡模型 |
| 6.2 边坡稳定性分析 |
| 6.2.1 边坡塑性应变特征 |
| 6.2.2 边坡应力特征 |
| 6.2.3 边坡位移特征 |
| 6.3 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 附录 (攻读学位期间取得的学术成果) |
| 致谢 |
（8）基于传感型土工带多元信息的路基内部灾变定位、前兆辨识及预警方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 课题国内外研究现状 |
| 1.3 目前存在的问题 |
| 1.4 主要研究内容与创新点 |
| 第二章 SEGB的基本性质及本构模型 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 SEGB试件制备 |
| 2.3 SEGB的单轴拉伸应力-应变本构模型 |
| 2.4 SEGB的拉敏效应模型 |
| 2.5 SEGB的流变本构模型 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 SEGB在应变硬化筋土界面中多元信息的获取与分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 筋土界面应变硬化本构模型 |
| 3.3 应变硬化筋土界面中的SEGB荷载传递方程推导及其解法 |
| 3.4 拉拔试验验证与结果分析 |
| 3.5 SEGB应变硬化模型的局限性讨论 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 SEGB在应变软化筋土界面中多元信息的获取与分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 筋土界面应变软化本构模型 |
| 4.3 SEGB在应变软化筋土界面中的拉拔荷载传递方程及其解法 |
| 4.4 拉拔试验结果对比与分析 |
| 4.5 SEGB应变软化模型的局限性讨论 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 基于SEGB的路基内部灾变前兆信息表征与判识 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 拉拔试验与结果分析 |
| 5.3 SEGB分布式测量结果及多元信息分析 |
| 5.4 SEGB失效模式的临界状态分析 |
| 5.5 SEGB在不同失效模式前的变形特征 |
| 5.6 边界条件对试验结果的讨论 |
| 5.7 本章小结 |
| 第六章 基于SEGB的灾变预警方法及预警系统研发 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 基于SEGB的路基灾变定位、前兆辨识及预警方法 |
| 6.3 SEGB数据的跳变拐点检测——自适应滑动窗口法 |
| 6.4 基于SEGB的安全预警系统的开发难点及解决方案 |
| 6.5 基于SEGB的岩土工程安全监测预警系统软、硬件开发 |
| 6.6 本章小结 |
| 第七章 加筋土挡墙破坏性模型试验研究 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 足尺模型试验平台的搭建 |
| 7.3 试验方案与步骤 |
| 7.4 足尺模型实验结果 |
| 7.5 本章小结 |
| 第八章 SEGB加筋路基的全寿命监测及预警现场试验 |
| 8.1 引言 |
| 8.2 工程概况 |
| 8.3 SEGB及排扣式嵌固格栅铺设 |
| 8.4 有限元建模及模型参数 |
| 8.5 有限元模拟结果与讨论 |
| 8.6 安全监控系统的应用及评价 |
| 8.7 有限元模拟及现场试验局限性的讨论 |
| 8.8 本章小结 |
| 第九章 结论与展望 |
| 9.1 主要结论 |
| 9.2 研究展望 |
| 附录 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间的学术成果 |
| 攻读学位期间参与的项目 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（9）废旧轮胎加筋建筑垃圾土地基力学性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 建筑垃圾资源化利用研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 废旧轮胎加筋土的应用与研究现状 |
| 1.3.1 废旧轮胎加筋技术的应用 |
| 1.3.2 废旧轮胎加筋土的研究现状 |
| 1.4 研究内容与技术路线 |
| 1.4.1 研究内容 |
| 1.4.2 技术路线 |
| 第2章 地基填料与加筋材料的基本性能 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 地基填料的颗粒分析试验 |
| 2.2.1 试样制备 |
| 2.2.2 试验方法 |
| 2.2.3 试验结果与分析 |
| 2.3 地基填料的击实试验 |
| 2.3.1 试验方法 |
| 2.3.2 试验结果与分析 |
| 2.4 筋材的拉伸试验 |
| 2.4.1 试样制备 |
| 2.4.2 试验方法 |
| 2.4.3 试验结果与分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 废旧轮胎加筋建筑垃圾地基模型试验 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 室内模型试验 |
| 3.2.1 试验设备 |
| 3.2.2 试验材料 |
| 3.2.3 试验步骤 |
| 3.2.4 试验方案 |
| 3.3 试验结果与分析 |
| 3.3.1 荷载-沉降曲线 |
| 3.3.2 加筋承载力比BCR |
| 3.3.3 承载力改善因子IF |
| 3.3.4 沉降减小比PRS |
| 3.3.5 土表变形 |
| 3.3.6 土压力 |
| 3.4 破坏模式和加筋机理 |
| 3.4.1 破坏模式 |
| 3.4.2 加筋机理 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 加筋地基数值模拟计算分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 PLAXIS程序简介 |
| 4.3 加筋体系数值模拟 |
| 4.3.1 土体性状模拟 |
| 4.3.2 加筋材料模拟 |
| 4.3.3 接触面单元模拟 |
| 4.4 模型建立及参数确定 |
| 4.4.1 计算假定 |
| 4.4.2 模型参数及边界条件 |
| 4.4.3 网格划分及加载方式 |
| 4.5 加筋地基数值模拟结果分析 |
| 4.5.1 荷载-沉降分析 |
| 4.5.2 土表变形分析 |
| 4.5.3 土压力分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 攻读硕士学位期间发表论文及参加科研项目 |
（10）桩前约束型桩板支护结构在不同嵌固土体下的性状研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 高陡回填边坡工程研究现状 |
| 1.2.2 支护结构的现状研究 |
| 1.2.3 桩土作用现状研究 |
| 1.2.4 灌浆法现状研究 |
| 1.3 论文主要研究内容 |
| 1.4 本文主要技术路线图 |
| 第二章 桩前约束型桩板支护结构受力分析 |
| 2.1 桩前约束型桩板支护结构介绍 |
| 2.2 桩前约束型桩板支护结构设计理念 |
| 2.3 桩前约束型桩板支护结构受力分析 |
| 2.3.1 上部结构受力分析 |
| 2.3.2 下部结构受力分析 |
| 2.4 考虑约束板荷载受力分析 |
| 2.5 小结 |
| 第三章 同一嵌固深度不同嵌固土体下结构的性状研究 |
| 3.1 工程概况 |
| 3.1.1 地理位置 |
| 3.1.2 地下水 |
| 3.1.3 工程地质条件 |
| 3.1.4 支护方案 |
| 3.2 不同嵌固土体对桩前约束型桩板支护结构的影响 |
| 3.2.1 位移分析 |
| 3.2.2 桩前约束型桩板支护结构在灰岩地区嵌固条件下建模 |
| 3.2.3 与悬臂式挡土墙在相同嵌固条件下对比分析 |
| 3.2.4 应力分析 |
| 3.3 加深嵌岩深度分析 |
| 3.4 小结 |
| 第四章 同一嵌固土体不同嵌固土体厚度下结构的性状研究 |
| 4.1 灰岩碎石土不同的嵌固厚度下支护结构的性状研究 |
| 4.1.1 位移分析 |
| 4.1.2 应力分析 |
| 4.1.3 加深嵌岩深度分析 |
| 4.2 砂泥岩碎石土不同的嵌固厚度下支护结构的性状研究 |
| 4.2.1 位移分析 |
| 4.2.2 加深支护结构嵌入砂泥岩的深度 |
| 4.2.3 应力分析 |
| 4.3 粉质粘土不同的嵌固厚度下支护结构的性状研究 |
| 4.4 小结 |
| 第五章 对软弱嵌固土体的增强措施初步探讨 |
| 5.1 增大桩身尺寸 |
| 5.2 灌浆法 |
| 5.3 小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 在校期间发表的论文及取得的学术成果 |
| 一、发表论文 |
四、固土材料在我国公路岩土工程中的应用（论文参考文献）
- [1]灌草混交植物护坡技术在铁路边坡工程中的应用研究[D]. 龚超龙. 中南林业科技大学, 2021(01)
- [2]纳米固化剂材料研发及固土性能研究[D]. 张星辰. 中国科学院大学(中国科学院教育部水土保持与生态环境研究中心), 2021
- [3]植物根系固土机理及边坡稳定性分析[D]. 眭子凡. 中南林业科技大学, 2021
- [4]植物护坡技术在金矿尾矿坝边坡工程中的应用研究[D]. 龚飞龙. 中南林业科技大学, 2021(01)
- [5]坡度对香根草固土护坡性能影响的试验研究[D]. 佘非余. 中南林业科技大学, 2021(01)
- [6]基于柔性加筋理论的根-土复合体强度特性研究[D]. 余燚. 中南林业科技大学, 2021(01)
- [7]根系构型调控对植物固土护坡性能的影响研究[D]. 欧阳淼. 中南林业科技大学, 2021(01)
- [8]基于传感型土工带多元信息的路基内部灾变定位、前兆辨识及预警方法研究[D]. 王艺霖. 山东大学, 2020(04)
- [9]废旧轮胎加筋建筑垃圾土地基力学性能研究[D]. 李俊鹏. 湖北工业大学, 2020(03)
- [10]桩前约束型桩板支护结构在不同嵌固土体下的性状研究[D]. 杨昊. 重庆交通大学, 2020(01)