风雨联合作用下客运专线路堤边坡防护形式研究
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摘要
近年来,道路与铁道工程的大量建设产生了很多边坡防护工程。随着人们环保意识的提高,边坡防护工程不仅要满足工程方面的要求,而且要重视进行绿色防护,尽量减少人工雕琢的痕迹,使其与周围环境相协调。我国沿海地区的边坡防护工程遇到的一个突出问题就是经常受到强台风、强降雨的影响。强台风、强降雨可以对边坡产生侵蚀,甚至影响线路的正常运营,而目前关于风和雨对边坡作用的研究还很不深入,设计和施工往往依靠以往的经验,照搬固定的模式,带有很大的盲目性,迫切需要进行系统的研究。本文以海南东环铁路的土质路堤边坡的防护为例,采用数值模拟、模型试验和现场试验等方法,对风和雨对路堤边坡的作用和风和雨作用条件下合理的护坡形式等问题进行了研究。
(1)研究了在风的作用下路堤边坡迎风面和背风面风场的分布,提出了针对强风情况下路堤边坡护坡植物的选择及养护的一些建议。分析了降雨对边坡土体的侵蚀作用及边坡土层性质对侵蚀的影响。对风和雨共同作用情况下对边坡土体的侵蚀作了一些初步的探讨。
(2)详细介绍了植被护坡技术,通过人工模拟降雨试验验证了植被护坡机理,说明植被护坡不仅具有美化环境的功能,更重要的是其具有很强的护坡效果,能有效的降低风和雨对边坡的侵蚀,提出工程防护结合植被护坡的防护形式是合理的强台风、强降雨情况下的护坡形式。
(3)进行了现场试验,发现路基边坡病害往往是由于施工质量不合格及不注意日常的养护工作,各种护坡措施未发挥出应有的效能造成的,在护坡工程中应对施工质量及日常的养护工作引起足够的重视,使边坡防护工程能够达到预期目的。
In recent years, a large number of road and railway construction projects generate a lot of slope protection works. With the increased awareness of environment protection, slope protection works should not only meet the engineering requirements, but also pay attention to the greening to minimize traces of artificial carving and harmonize with the surrounding environment. A prominent problem encountered of Chinese coastal slope is the impact of heavy rainfall and strong typhoons, which may produce slope erosion, even affect the normal operation circuit, and now studies referring the effects that wind and rain acting on the slope is not that deep, the design and construction tend to rely on previous experience and follow a set pattern with a lot of blindness, so systematic study is urgently needed. In this paper, embankment slope protection of Hainan East Central Railway was taken as an example, by using numerical simulation, model text and field test,issues like the role of the wind and rain acting on the soil subgrade slope and reasonable forms of slope protection under wind and rain conditions were studied.
(1) The wind field distribution of the windward and leeward embankment slope under the effect of the wind were studied, recommendations about the choice and protection of embankment slope plants for strong wind case was proposed. Rain and slope soil properties affecting the slope erosion was analyzed. Some preliminary discussion about the slope soil erosion under the interaction of wind and rain was carried out.
(2) The biotechnical was particularly introduced and mechanism of biotechnical was verified by artficial rainfall simulation tests, the vegetation slope not only beautified the environment, but more importantly had a strong slope protecting impact, which could effectively reduce the wind and rain erosion on the slope, and the protective form of engineering protection combined with Vegetation Protection was considered reasonable for strong typhoon and heavy rainfall.
(3) Field tests were conducted and subgrade slope disease was found due to the substandard construction quality and heedless routine maintenance work, as well as slope protection measures not playing its sufficient performance. Thus in slope protection project, construction quality and routine maintenance work should be regarded seriously enough to achieve the desired results.
(1)研究了在风的作用下路堤边坡迎风面和背风面风场的分布,提出了针对强风情况下路堤边坡护坡植物的选择及养护的一些建议。分析了降雨对边坡土体的侵蚀作用及边坡土层性质对侵蚀的影响。对风和雨共同作用情况下对边坡土体的侵蚀作了一些初步的探讨。
(2)详细介绍了植被护坡技术,通过人工模拟降雨试验验证了植被护坡机理,说明植被护坡不仅具有美化环境的功能,更重要的是其具有很强的护坡效果,能有效的降低风和雨对边坡的侵蚀,提出工程防护结合植被护坡的防护形式是合理的强台风、强降雨情况下的护坡形式。
(3)进行了现场试验,发现路基边坡病害往往是由于施工质量不合格及不注意日常的养护工作,各种护坡措施未发挥出应有的效能造成的,在护坡工程中应对施工质量及日常的养护工作引起足够的重视,使边坡防护工程能够达到预期目的。
In recent years, a large number of road and railway construction projects generate a lot of slope protection works. With the increased awareness of environment protection, slope protection works should not only meet the engineering requirements, but also pay attention to the greening to minimize traces of artificial carving and harmonize with the surrounding environment. A prominent problem encountered of Chinese coastal slope is the impact of heavy rainfall and strong typhoons, which may produce slope erosion, even affect the normal operation circuit, and now studies referring the effects that wind and rain acting on the slope is not that deep, the design and construction tend to rely on previous experience and follow a set pattern with a lot of blindness, so systematic study is urgently needed. In this paper, embankment slope protection of Hainan East Central Railway was taken as an example, by using numerical simulation, model text and field test,issues like the role of the wind and rain acting on the soil subgrade slope and reasonable forms of slope protection under wind and rain conditions were studied.
(1) The wind field distribution of the windward and leeward embankment slope under the effect of the wind were studied, recommendations about the choice and protection of embankment slope plants for strong wind case was proposed. Rain and slope soil properties affecting the slope erosion was analyzed. Some preliminary discussion about the slope soil erosion under the interaction of wind and rain was carried out.
(2) The biotechnical was particularly introduced and mechanism of biotechnical was verified by artficial rainfall simulation tests, the vegetation slope not only beautified the environment, but more importantly had a strong slope protecting impact, which could effectively reduce the wind and rain erosion on the slope, and the protective form of engineering protection combined with Vegetation Protection was considered reasonable for strong typhoon and heavy rainfall.
(3) Field tests were conducted and subgrade slope disease was found due to the substandard construction quality and heedless routine maintenance work, as well as slope protection measures not playing its sufficient performance. Thus in slope protection project, construction quality and routine maintenance work should be regarded seriously enough to achieve the desired results.
引文
[1]郭耀文.雨滴侵蚀特性分析[J].中国水土保持,1997(4)：15-18.
[2]查锐德.溅蚀的形成与特征[J].水土保持科技情报,1991(2)：10-17.
[3]郑粉莉,高学田.坡面土壤侵蚀过程研究进展[J].地理科学,2003,23(2)：230-235.
[4]周佩华,窦葆璋,孙清芳.降雨能量的研究初报[J].水土保持通报,1981,1(1)：51—60.
[5]蔡强国.降雨特性对溅蚀影响的初步试验研究[J].中国水土保持,1986,(6)：41-42.
[6]江忠善,刘志,贾志伟.降雨因素和坡度对溅蚀影响的研究[J].水土保持学报.1989,3(2)：29—35.
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[10]汪益敏.路基边坡坡面冲刷特性与加固材料性能研究[D].华南理工大学博士学位论文,2003.
[11]江忠善,王志强等.黄土丘陵区小流域土壤侵蚀空间变化定量研究[J].土壤侵蚀与水土保持学报,1996,2(1)：1-10.
[12]陈永宗,景可,蔡强国.黄土高原现代侵蚀与治理[M].北京：科学出版社,1988.
[13]王贵平,白迎平,贾志军等.细沟发育及侵蚀特征初步研究[J].中国水土保持,1988,5：13-15.
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[15]王占礼,邵明安,常庆瑞.黄土高原降雨因素对土壤侵蚀的影响[J].西北农业大学学报,1998(4)
[16]吴普特,周佩华.黄土坡面薄层水流侵蚀试验研究[J].土壤侵蚀与水土保持学报,1996,2(1)：40—45.
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[50]王文生,杨晓华,谢永利.公路边坡植物的护坡机理[J].长安大学学报(自然科学版),2005,25(4)：26—30.
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[53]姜志强,孙树林.堤防工程生态护坡浅析[J].岩石力学与工程学报,2004,23(12)：2133-2136.
[54]辛娟.高速公路边坡生态防护技术研究.长安大学硕士学位论文,2006.
[55]胡中华,刘师汉.草坪与地被植物[M].北京：中国林业出版社,1995.
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[58]徐向舟,刘大庆,张红武等.室内人工模拟降雨试验研究[J].北京林业大学学报.2006,28(5)：52—58.
[59]仇盛柏,陈京华.广州雨滴尺寸分布[J].电波科学学报,1995,10(4)：73-77.
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