土工格栅固坡方法、土工格栅的选型方法和土工格栅组件与流程

文档序号:11280296阅读:482来源:国知局
土工格栅固坡方法、土工格栅的选型方法和土工格栅组件与流程

本发明涉及环境保护领域,具体地,涉及土工格栅固坡方法和土工格栅的选型方法,还涉及土工格栅组件。



背景技术:

强降雨条件容易引起边坡的失稳和滑移灾害,利用土工格栅对边坡的土体的加筋作用,提高土体的抗剪强度,进行边坡的加固与防护,已成为防治滑坡的有效处置方法,并在边坡工程中获得广泛应用。

但是,现有的土工格栅护坡工程的设计和施工具有很大的盲目性和随意性,容易造成设计达不到预期防护要求或造成不必要的经济浪费。



技术实现要素:

本发明的目的是为了克服现有技术存在的问题,提供土工格栅固坡方法,该土工格栅固坡方法具有防止边坡失稳、防止边坡滑移、固坡效果好的优点。

为了实现上述目的,本发明一方面提供一种土工格栅固坡方法,所述土工格栅固坡方法包括:在边坡内沿上下方向间隔开地设置多个水平土工格栅件,每个所述水平土工格栅件沿水平方向延伸,在相邻两个所述水平土工格栅件之间设置倾斜的倾斜土工格栅件,优选地,所述倾斜土工格栅件垂直于所述边坡;或者,在边坡内沿边坡的长度方向间隔开地设置多个倾斜土工格栅件,每个所述倾斜土工格栅件倾斜地设置,在相邻两个所述倾斜土工格栅件之间设置沿水平方向延伸的水平土工格栅件,优选地,每个所述倾斜土工格栅件垂直于所述边坡。

优选地,每个所述倾斜土工格栅件与相邻两个所述水平土工格栅件配合,优选地,每个所述倾斜土工格栅件的上端与相邻两个所述水平土工格栅件中的一个的端部配合,每个所述倾斜土工格栅件的下端与相邻两个所述水平土工格栅件中的另一个的端部配合;或者,每个所述水平土工格栅件与相邻两个所述倾斜土工格栅件配合,优选地,每个所述水平土工格栅件的一端与相邻两个所述倾斜土工格栅件中的一个的上端配合,每个所述水平土工格栅件的另一端与相邻两个所述倾斜土工格栅件中的另一个的下端配合;优选地,所述配合为搭接或连接。

优选地,在最下方的所述水平土工格栅件的下方设置一个倾斜的第一边沿土工格栅件,在最上方的所述水平土工格栅件的上方设置一个倾斜的第二边沿土工格栅件,优选地,所述第一边沿土工格栅件与最下方的所述水平土工格栅件配合,所述第二边沿土工格栅件与最上方的所述水平土工格栅件配合,更加优选地,所述第一边沿土工格栅件的上端与最下方的所述水平土工格栅件的端部配合,所述第二边沿土工格栅件的下端与最上方的所述水平土工格栅件的端部配合,进一步优选地,所述第一边沿土工格栅件和所述第二边沿土工格栅件中的每一个垂直于所述边坡;或者,在邻近所述边坡的下端的所述倾斜土工格栅件与所述边坡的下端之间设置沿水平方向延伸的第三边沿土工格栅件,在邻近所述边坡的上端的所述倾斜土工格栅件与所述边坡的上端之间设置沿水平方向延伸的第四边沿土工格栅件,优选地,所述第三边沿土工格栅件与邻近所述边坡的下端的所述倾斜土工格栅件配合,所述第四边沿土工格栅件与邻近所述边坡的上端的所述倾斜土工格栅件配合,更加优选地,所述第三边沿土工格栅件的一端与邻近所述边坡的下端的所述倾斜土工格栅件的下端配合,所述第四边沿土工格栅件的一端与邻近所述边坡的上端的所述倾斜土工格栅件的上端配合;优选地,所述配合为搭接或连接。

优选地,根据土工格栅件的加筋作用而增加的土抗剪强度、土工格栅件的最大锚固力以及水平设置的土工格栅件对土的摩擦阻力的沿x轴的分量选择土工格栅件的类型和型号。

优选地,所述土工格栅件具有n个格栅条,所述土抗剪强度τr按照下式计算:

其中,t为单个所述格栅条的抗拉力,a1为所述格栅条的作用土面积,为土的内摩擦角,kj为第j个格栅条的剪切变形比,ij为第j个格栅条的长度方向与土的剪切变形区的初始夹角,ψj为第j个格栅条的剪切变形角。

由土的静三轴试验或直剪试验测得,ψj和kj由土的直剪试验测得,a1、n、i和t由所述土工格栅件的类型和型号确定,其中将由所述土工格栅件的类型和型号所确定的n、i和t带入所述土抗剪强度的计算公式,以便得到满足要求的所述土抗剪强度所对应的所述土工格栅件的类型和型号。

优选地,在地面以下z深度处,所述土工格栅件的格栅条的最大静摩擦力的合力df为df=a2μγz=2πrμγzdl,,

在地面以下z~z+dz的范围内,所述土工格栅件的格栅条的最大静摩擦力的合力在竖直方向上的分力f按照下式计算:

其中,所述最大锚固力等于所述分力f,γ为土的密度,μ为所述格栅条与土之间的静摩擦系数,r为所述格栅条的等效半径,a2为所述格栅条的表面积,分布函数p(z)由土工格栅件的类型及型号确定,其中将由所述土工格栅件的类型和型号所确定的分布函数p(z)带入所述分力f的计算公式,以便得到满足要求的所述最大锚固力所对应的所述土工格栅件的类型和型号。

优选地,所述边坡的滑动体对所述土工格栅件的剩余推力e按照下式计算:

其中,w为所述滑动体的重力,为滑动面的内摩擦角,c为所述滑动面的粘聚力,lp为所述滑动体在滑动面内的长度,

在水平设置的所述土工格栅件的铺设范围内,沿竖直方向将所述铺设范围内的边坡等分为n个竖直区段,水平设置的所述土工格栅件的格栅条的等效半径为r、长度为l,任一所述竖直区段[i,i+1](1≤i≤n-1)中的水平设置的所述土工格栅件的一个所述格栅条对土的摩擦阻力df为:

其中,γ为土的密度,μ为所述格栅条与土之间的静摩擦系数,α为边坡角,β为所述格栅条的长度方向与x轴之间夹角,hi为与区段[i,i+1]内的水平设置的所述土工格栅件相对的滑动体在竖直方向上的厚度,

df沿x轴的分量dfx为:

任一所述水平区段[i,i+1]中的全部所述格栅条对土的摩擦阻力的沿x轴的分量之和fix为:

fix=∑dfx,

水平设置的所述土工格栅件对土的摩擦阻力的沿x轴的分量fx为:

所述边坡稳定的条件为fxcosα大于等于e,其中将由所述土工格栅件的类型和型号所确定的r和l带入所述分量fx的计算公式,以便得到满足要求的所述分量fx所对应的所述土工格栅件的类型和型号。

本发明第二方面提供土工格栅件的选型方法,所述土工格栅件的选型方法包括:根据土工格栅件的加筋作用而增加的土抗剪强度、土工格栅件的最大锚固力以及水平设置的土工格栅件对土的摩擦阻力的沿x轴的分量中的至少一个选择土工格栅件的类型和型号,

优选地,所述土工格栅件具有n个格栅条,所述土抗剪强度τr按照下式计算:

其中,t为单个所述格栅条的抗拉力,a1为所述格栅条的作用土面积,为土的内摩擦角,kj为第j个格栅条的剪切变形比,ij为第j个格栅条的长度方向与土的剪切变形区的初始夹角,ψj为第j个格栅条的剪切变形角。

由土的静三轴试验或直剪试验测得,ψj和kj由土的直剪试验测得,a1、n、i和t由所述土工格栅件的类型和型号确定,其中将由所述土工格栅件的类型和型号所确定的n、i和t带入所述土抗剪强度的计算公式,以便得到满足要求的所述土抗剪强度所对应的所述土工格栅件的类型和型号。

优选地,在地面以下z深度处,所述土工格栅件的格栅条的最大静摩擦力的合力df为df=a2μγz=2πrμγzdl,

在地面以下z~z+dz的范围内,所述土工格栅件的格栅条的最大静摩擦力的合力在竖直方向上的分力f按照下式计算:

其中,所述最大锚固力等于所述分力f,γ为土的密度,μ为所述格栅条与土之间的静摩擦系数,r为所述格栅条的等效半径,a2为所述格栅条的表面积,分布函数p(z)由土工格栅件的类型及型号确定,其中将由所述土工格栅件的类型和型号所确定的分布函数p(z)带入所述分力f的计算公式,以便得到满足要求的所述最大锚固力所对应的所述土工格栅件的类型和型号,

优选地,所述边坡的滑动体对所述土工格栅件的剩余推力e按照下式计算:

其中,w为所述滑动体的重力,为滑动面的内摩擦角,c为所述滑动面的粘聚力,lp为所述滑动体在滑动面内的长度,

在水平设置的所述土工格栅件的铺设范围内,沿竖直方向将所述铺设范围内的边坡等分为n个竖直区段,水平设置的所述土工格栅件的格栅条的等效半径为r、长度为l,任一所述竖直区段[i,i+1](1≤i≤n-1)中的水平设置的所述土工格栅件的一个所述格栅条对土的摩擦阻力df为:

其中,γ为土的密度,μ为所述格栅条与土之间的静摩擦系数,α为边坡角,β为所述格栅条的长度方向与x轴之间夹角,hi为与区段[i,i+1]内的水平设置的所述土工格栅件相对的滑动体在竖直方向上的厚度,

df沿x轴的分量dfx为:

任一所述水平区段[i,i+1]中的全部所述格栅条对土的摩擦阻力的沿x轴的分量之和fix为:

fix=∑dfx,

水平设置的所述土工格栅件对土的摩擦阻力的沿x轴的分量fx为:

所述边坡稳定的条件为fxcosα大于等于e,其中将由所述土工格栅件的类型和型号所确定的r和l带入所述分量fx的计算公式,以便得到满足要求的所述分量fx所对应的所述土工格栅件的类型和型号。

本发明第三方面提供土工格栅固坡方法,所述土工格栅固坡方法包括:在边坡内设置土工格栅件,所述土工格栅件的类型和型号利用根据本发明第二方面所述的土工格栅的选型方法进行选择。

本发明第四方面提供土工格栅组件,所述土工格栅组件包括:

多个水平土工格栅件,多个所述水平土工格栅件沿上下方向间隔开地设置,每个所述水平土工格栅件沿水平方向延伸,其中在相邻两个所述水平土工格栅件之间设置倾斜的倾斜土工格栅件,优选地,所述倾斜土工格栅件垂直于所述边坡;

或者,多个倾斜土工格栅件,多个所述倾斜土工格栅件间隔开地设置,每个所述倾斜土工格栅件倾斜地设置,在相邻两个所述倾斜土工格栅件之间设置沿水平方向延伸的水平土工格栅件,优选地,每个所述倾斜土工格栅件与铅垂线成预设角度。

优选地,每个所述倾斜土工格栅件与相邻两个所述水平土工格栅件配合,优选地,每个所述倾斜土工格栅件的上端与相邻两个所述水平土工格栅件中的一个的端部配合,每个所述倾斜土工格栅件的下端与相邻两个所述水平土工格栅件中的另一个的端部配合,优选地,所述土工格栅组件进一步包括倾斜的第一边沿土工格栅件和倾斜的第二边沿土工格栅件,所述第一边沿土工格栅件位于最下方的所述水平土工格栅件的下方,所述第二边沿土工格栅件位于最上方的所述水平土工格栅件的上方,优选地,所述第一边沿土工格栅件与最下方的所述水平土工格栅件配合,所述第二边沿土工格栅件与最上方的所述水平土工格栅件配合,更加优选地,所述第一边沿土工格栅件的上端与最下方的所述水平土工格栅件的端部配合,所述第二边沿土工格栅件的下端与最上方的所述水平土工格栅件的端部配合,进一步优选地,所述第一边沿土工格栅件和所述第二边沿土工格栅件中的每一个与铅垂线成预设角度;

优选地,或者,每个所述水平土工格栅件与相邻两个所述倾斜土工格栅件配合,优选地,每个所述水平土工格栅件的一端与相邻两个所述倾斜土工格栅件中的一个的上端配合,每个所述水平土工格栅件的另一端与相邻两个所述倾斜土工格栅件中的另一个的下端配合,优选地,所述土工格栅组件进一步包括水平的第三边沿土工格栅件和水平的第四边沿土工格栅件,所述第三边沿土工格栅件位于多个所述倾斜土工格栅件的一侧,所述第四边沿土工格栅件位于多个所述倾斜土工格栅件的另一侧,优选地,所述第三边沿土工格栅件与相邻的所述倾斜土工格栅件配合,所述第四边沿土工格栅件与相邻的所述倾斜土工格栅件配合,更加优选地,所述第三边沿土工格栅件的一端与相邻的所述倾斜土工格栅件的下端配合,所述第四边沿土工格栅件的一端与相邻的所述倾斜土工格栅件的上端配合;

优选地,所述配合为搭接或连接。

根据本发明实施例的土工格栅固坡方法通过设置该水平土工格栅件和该倾斜土工格栅件,从而可以提高该水平土工格栅件和该倾斜土工格栅件与该边坡的土之间的摩擦阻力,以便提高该边坡的土的抗剪强度,由此可以防止边坡失稳和边坡滑移,尤其是在强降雨条件下可以防止边坡失稳和边坡滑移。

因此,根据本发明实施例的土工格栅固坡方法具有防止边坡失稳、防止边坡滑移、固坡效果好等优点。

附图说明

图1是单个格栅条-土复合体的受力分析示意图;

图2是土工格栅件的的最大锚固力的受力分析示意图;

图3是水平设置的土工格栅件的受力分析示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施方式,所述实施方式的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。

本发明提供了一种土工格栅固坡方法。根据本发明实施例的土工格栅固坡方法包括在边坡内沿上下方向间隔开地设置多个水平土工格栅件,每个该水平土工格栅件沿水平方向延伸,在相邻两个该水平土工格栅件之间设置倾斜的倾斜土工格栅件。

或者,根据本发明实施例的土工格栅固坡方法包括在边坡内沿边坡的长度方向间隔开地设置多个倾斜土工格栅件,每个该倾斜土工格栅件倾斜地设置,在相邻两个该倾斜土工格栅件之间设置沿水平方向延伸的水平土工格栅件。

根据本发明实施例的土工格栅固坡方法通过设置该水平土工格栅件和该倾斜土工格栅件,从而可以提高该水平土工格栅件和该倾斜土工格栅件与该边坡的土之间的摩擦阻力,以便提高该边坡的土的抗剪强度,由此可以防止边坡失稳和边坡滑移,尤其是在强降雨条件下可以防止边坡失稳和边坡滑移。

因此,根据本发明实施例的土工格栅固坡方法具有防止边坡失稳、防止边坡滑移、固坡效果好等优点。

下面参考附图描述根据本发明实施例的土工格栅组件。如图3所示,根据本发明实施例的土工格栅组件包括多个水平土工格栅件10,多个水平土工格栅件10沿上下方向间隔开地设置,每个水平土工格栅件10沿水平方向延伸。其中,在相邻两个水平土工格栅件10之间设置倾斜的倾斜土工格栅件20。

或者,如图3所示,根据本发明实施例的土工格栅组件包括多个倾斜土工格栅件20,多个倾斜土工格栅件20间隔开地设置,每个倾斜土工格栅件20倾斜地设置,在相邻两个倾斜土工格栅件20之间设置沿水平方向延伸的水平土工格栅件10。

根据本发明实施例的土工格栅组件通过设置水平土工格栅件10和倾斜土工格栅件20,从而可以提高水平土工格栅件10和倾斜土工格栅件20与边坡的土之间的摩擦阻力,以便提高边坡的土的抗剪强度,由此可以防止边坡失稳和边坡滑移,尤其是在强降雨条件下可以防止边坡失稳和边坡滑移。

因此,根据本发明实施例的土工格栅组件具有防止边坡失稳、防止边坡滑移、固坡效果好等优点。

如图3所示,在本发明的一些实施例中,该土工格栅组件设在边坡30的土内。该土工格栅组件可以包括至少一个水平土工格栅件10和至少一个倾斜土工格栅件20,水平土工格栅件10和倾斜土工格栅件20可以在上下方向上和/或边坡30的长度方向上交替设置。

优选地,如图3所示,倾斜土工格栅件20可以垂直于边坡30。换言之,倾斜土工格栅件20可以与铅垂线成预设角度,该预设角度可以是边坡30的倾角,即该预设角度可以是边坡角。

如图3所示,在本发明的一个实施例中,每个倾斜土工格栅件20与相邻两个水平土工格栅件10配合。由此可以进一步提高该土工格栅组件与该边坡的土之间的摩擦阻力,以便进一步提高该边坡的土的抗剪强度,由此可以进一步防止边坡失稳和边坡滑移,尤其是在强降雨条件下可以进一步防止边坡失稳和边坡滑移。

优选地,每个倾斜土工格栅件20的上端可以与相邻两个水平土工格栅件10中的一个的端部配合,每个倾斜土工格栅件20的下端可以与相邻两个水平土工格栅件10中的另一个的端部配合。由此可以进一步提高该土工格栅组件与该边坡的土之间的摩擦阻力,以便进一步提高该边坡的土的抗剪强度,由此可以进一步防止边坡失稳和边坡滑移,尤其是在强降雨条件下可以进一步防止边坡失稳和边坡滑移。

如图3所示,在本发明的另一个实施例中,每个水平土工格栅件10与相邻两个倾斜土工格栅件20配合。由此可以进一步提高该土工格栅组件与该边坡的土之间的摩擦阻力,以便进一步提高该边坡的土的抗剪强度,由此可以进一步防止边坡失稳和边坡滑移,尤其是在强降雨条件下可以进一步防止边坡失稳和边坡滑移。

优选地,每个水平土工格栅件10的一端可以与相邻两个倾斜土工格栅件20中的一个的上端配合,每个水平土工格栅件10的另一端可以与相邻两个倾斜土工格栅件20中的另一个的下端配合。由此可以进一步提高该土工格栅组件与该边坡的土之间的摩擦阻力,以便进一步提高该边坡的土的抗剪强度,由此可以进一步防止边坡失稳和边坡滑移,尤其是在强降雨条件下可以进一步防止边坡失稳和边坡滑移。

如图3所示,在本发明的一些示例中,该土工格栅组件可以进一步包括倾斜的第一边沿土工格栅件60和倾斜的第二边沿土工格栅件(图中未示出)。第一边沿土工格栅件60可以位于最下方的水平土工格栅件10的下方,该第二边沿土工格栅件可以位于最上方的水平土工格栅件10的上方。

也就是说,在最下方的水平土工格栅件10的下方设置一个倾斜的第一边沿土工格栅件60,在最上方的水平土工格栅件10的上方设置一个倾斜的第二边沿土工格栅件。由此可以使该土工格栅组件的结构更加合理。

优选地,第一边沿土工格栅件60和该第二边沿土工格栅件中的每一个可以垂直于边坡30。也就是说,第一边沿土工格栅件60和该第二边沿土工格栅件中的每一个可以与铅垂线成预设角度,该预设角度可以是边坡30的倾角,即该预设角度可以是边坡角。换言之,第一边沿土工格栅件60和该第二边沿土工格栅件中的每一个可以是倾斜土工格栅件20。

第一边沿土工格栅件60可以与最下方的水平土工格栅件10配合,该第二边沿土工格栅件可以与最上方的水平土工格栅件10配合。优选地,第一边沿土工格栅件60的上端可以与最下方的水平土工格栅件10的端部配合,该第二边沿土工格栅件的下端可以与最上方的水平土工格栅件10的端部配合。由此可以使该土工格栅组件的结构更加合理。

如图3所示,在本发明的另一些示例中,该土工格栅组件可以进一步包括水平的第三边沿土工格栅件(图中未示出)和水平的第四边沿土工格栅件70。该第三边沿土工格栅件可以位于多个倾斜土工格栅件20的一侧,第四边沿土工格栅件70可以位于多个倾斜土工格栅件20的另一侧。

换言之,在邻近边坡30的下端的倾斜土工格栅件20与边坡30的下端之间可以设置沿水平方向延伸的该第三边沿土工格栅件,在邻近边坡30的上端的倾斜土工格栅件20与边坡30的上端之间可以设置沿水平方向延伸的第四边沿土工格栅件70。由此可以使该土工格栅组件的结构更加合理。

该第三边沿土工格栅件和第四边沿土工格栅件70中的每一个可以是水平土工格栅件10。

优选地,该第三边沿土工格栅件可以与相邻的倾斜土工格栅件20配合,第四边沿土工格栅件70可以与相邻的倾斜土工格栅件20配合。也就是说,该第三边沿土工格栅件可以与邻近边坡30的下端的倾斜土工格栅件20配合,第四边沿土工格栅件70可以与邻近边坡30的上端的倾斜土工格栅件20配合。由此可以使该土工格栅组件的结构更加合理。

更加优选地,该第三边沿土工格栅件的一端可以与相邻的倾斜土工格栅件20的下端配合,第四边沿土工格栅件70的一端可以与相邻的倾斜土工格栅件20的上端配合。换言之,该第三边沿土工格栅件的一端可以与邻近边坡30的下端的倾斜土工格栅件20的下端配合,第四边沿土工格栅件70的一端可以与邻近边坡30的上端的倾斜土工格栅件20的上端配合。由此可以使该土工格栅组件的结构更加合理。

具体而言,上面所述的配合可以是搭接或连接。例如,每个倾斜土工格栅件20的上端可以与相邻两个水平土工格栅件10中的一个的端部搭接或连接,每个倾斜土工格栅件20的下端可以与相邻两个水平土工格栅件10中的另一个的端部搭接或连接。

经过本申请的发明人深入地研究后发现:目前没有系统且科学地给出土工格栅固坡方法,现有的土工格栅固坡方法对土工格栅件的固土力学效应和机理(例如土工格栅件的加筋作用)认识不够,尤其是强降雨条件下的土工格栅固坡方法。

根据本发明实施例的土工格栅固坡方法可以根据土工格栅件的加筋作用而增加的土抗剪强度、土工格栅件的最大锚固力以及水平设置的土工格栅件对土的摩擦阻力的沿x轴的分量中的至少一个选择土工格栅件的类型和型号。

其中,该土工格栅件可以是水平土工格栅件10、倾斜土工格栅件20以及第一边沿土工格栅件60至第四边沿土工格栅件70。

也就是说,可以利用该土抗剪强度、该最大锚固力和该摩擦阻力的沿x轴的分量中的至少一个对土工格栅件进行选型。将利用该选型得到的土工格栅件设在边坡30内,从而可以对边坡进行加固。

本发明还提供了一种土工格栅件的选型方法。根据本发明实施例的土工格栅件的选型方法包括:根据土工格栅件的加筋作用而增加的土抗剪强度、土工格栅件的最大锚固力以及水平设置的土工格栅件对土的摩擦阻力的沿x轴的分量中的至少一个选择土工格栅件的类型和型号。

本发明又提供了一种土工格栅固坡方法。根据本发明实施例的土工格栅固坡方法包括:在边坡内设置土工格栅件,其中根据土工格栅件的加筋作用而增加的土抗剪强度、土工格栅件的最大锚固力以及水平设置的土工格栅件对土的摩擦阻力的沿x轴的分量中的至少一个选择土工格栅件的类型和型号。

根据本发明实施例的土工格栅件的选型方法和土工格栅固坡方法利用该土抗剪强度、该最大锚固力和该摩擦阻力的沿x轴的分量中的至少一个对土工格栅件进行选型,充分考虑了土工格栅件的固土力学效应和机理,从而可以获得满足固坡要求的土工格栅件,以便有效地对边坡进行加固保护。

参考图1,该土工格栅件可以具有n个格栅条80,该土抗剪强度τr可以按照下式计算:

其中,t为单个格栅条80的抗拉力,a1为格栅条80的作用土面积,为土的内摩擦角,kj为第j个格栅条80的剪切变形比,ij为第j个格栅条80的长度方向与土的剪切变形区的初始夹角,ψj为第j个格栅条的剪切变形角,

可以由土的静三轴试验或直剪试验测得,ψj和kj可以由土的直剪试验测得,a1、n、i和t可以由该土工格栅件的类型和型号确定。其中,将由该土工格栅件的类型和型号所确定的n、i和t带入该土抗剪强度τr的计算公式,以便得到满足要求的该土抗剪强度τr所对应的该土工格栅件的类型和型号。

也就是说,可以先选择任一类型和型号的土工格栅件,利用该土工格栅件所对应的参数计算该土抗剪强度τr,如果计算得到的该土抗剪强度τr符合要求,则可以利用这种土工格栅件加固保护边坡。换言之,上述过程可以看作为验证过程。

参考图2,在地面以下z深度处,该土工格栅件的格栅条的最大静摩擦力的合力df为df=a2μγz=2πrμγzdl,

在地面以下z~z+dz的范围内,该土工格栅件的格栅条的最大静摩擦力的合力在竖直方向上的分力f按照下式计算:

其中,该最大锚固力等于该分力f,γ为土的密度,μ为该格栅条与土之间的静摩擦系数,r为该格栅条的等效半径,a2为该格栅条的表面积,分布函数p(z)由该土工格栅件的类型及型号确定,其中将由该土工格栅件的类型和型号所确定的分布函数p(z)带入该分力f的计算公式,以便得到满足要求的该最大锚固力所对应的该土工格栅件的类型和型号。

也就是说,可以先选择任一类型和型号的土工格栅件,利用该土工格栅件所对应的参数得到该分布函数,进而计算该最大锚固力(即该分力f),如果计算得到的该最大锚固力符合要求,则可以利用这种土工格栅件加固保护边坡。换言之,上述过程可以看作为验证过程。

参考图3,边坡30的滑动体abcd对该土工格栅件的剩余推力e按照下式计算:

其中,w为该滑动体的重力,为滑动面aa'的内摩擦角,c为该滑动面的粘聚力,lp为该滑动体在该滑动面内的长度,

在水平设置的该土工格栅件的铺设范围内,沿竖直方向将该铺设范围内的边坡30等分为n个竖直区段,水平设置的该土工格栅件的格栅条的等效半径为r、长度为l,任一该竖直区段[i,i+1](1≤i≤n-1)中的水平设置的该土工格栅件的一个格栅条对土的摩擦阻力df为:

其中,γ为土的密度,μ为该格栅条与土之间的静摩擦系数,α为边坡角,β为该格栅条的长度方向与x轴之间夹角,hi为与区段[i,i+1]内的水平设置的该土工格栅件相对的滑动体在竖直方向上的厚度。

也就是说,hi为区段[i,i+1]内的水平设置的该土工格栅件与滑动面aa'的交点到边坡30的竖直距离。

z轴沿竖直方向延伸,y轴垂直于纸面,x轴垂直于z轴和y轴所在的平面。例如,z轴竖直向上延伸,y轴垂直于纸面向内延伸,x轴向右延伸。

df沿x轴的分量dfx为:

任一该水平区段[i,i+1]中的全部该格栅条对土的摩擦阻力的沿x轴的分量之和fix为:

fix=∑dfx,

水平设置的该土工格栅件对土的摩擦阻力的沿x轴的分量fx为:

边坡30稳定的条件为fxcosα大于等于e,其中将由该土工格栅件的类型和型号所确定的r和l带入该分量fx的计算公式,以便得到满足要求的该分量fx所对应的该土工格栅件的类型和型号。

也就是说,可以先选择任一类型和型号的土工格栅件,利用该土工格栅件所对应的参数计算该分量fx,如果计算得到的该分量fx符合要求,则可以利用这种土工格栅件加固保护边坡。换言之,上述过程可以看作为验证过程。

根据本发明实施例的土工格栅的选型方法和土工格栅固坡方法可以提高土的抗剪强度,具有固土护坡的功效,能够解决边坡失稳和滑移问题,有效地指导土工格栅加固边坡的设计与施工,并可以用于土工格栅固坡设计优化和施工方案合理确定,保证土工格栅固坡用于边坡加固的科学性与合理性。

在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。

此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。

在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接或彼此可通讯;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中,参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施方式或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施方式或示例以及不同实施方式或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施方式,可以理解的是,上述实施方式是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施方式进行变化、修改、替换和变型。

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