生态混凝土护坡复合结构稳定性研究方法
专利汇可以提供生态混凝土护坡复合结构稳定性研究方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且生态 混凝土 护坡复合结构 稳定性 研究方法，包括以下步骤：（1）、对岸坡土体内部稳定性进行分析；（2）、对岸坡土体平面稳定性进行分析计算；（3）、进行抗滑稳定性试验，并对抗滑稳定性试验结果进行分析；（4）、进行抗雨 水 冲刷稳定性试验，并对抗雨水冲刷稳定性试验结果进行分析。本 发明 原理科学、易于操作、试验数据精准，针对试验数据进行分析可延伸到施工作业创新之处，全部采用预制的方法加工混凝土格埂、植生型生态混凝土板 块 、营养土和草皮，然后到现场拼装。这样，既能减少现场施工环节，压缩现场作业时间，适应各种现场施工条件，又可以使施工 质量 和工程效果提高，便于推广混凝土生态护岸技术。，下面是生态混凝土护坡复合结构稳定性研究方法专利的具体信息内容。
1.生态混凝土护坡复合结构稳定性研究方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）、对岸坡土体内部稳定性进行分析；
（2）、对岸坡土体平面稳定性进行分析计算；
（3）、进行抗滑稳定性试验，并对抗滑稳定性试验结果进行分析；
（4）、进行抗雨水冲刷稳定性试验，并对抗雨水冲刷稳定性试验结果进行分析。
2.根据权利要求1所述的生态混凝土护坡复合结构稳定性研究方法，其特征在于：所述步骤（1）包括以下内容：
岸坡土体内部稳定分析常用极限平衡法，极限平衡法是建立于摩尔-库伦强度准则基础之上的，其表达式是下面的公式1.1
式中： 破坏面上的剪应力；
土的有效粘聚力；
破坏面上总应力和有效法向应力；
土的有效内摩擦角；
在运用极限平衡法研究分析岸坡的稳定性时只考虑土的摩尔-库伦强度准则和静力平衡条件，设想土体的某一个部位顺沿着某一个滑裂面位置处滑动，在这个滑裂面之上，每一个地方都可达到土体极限平衡的状态，其剪切应力 和正应力 满足摩尔-库伦强度准则；
如果将土条底部位置的切向应力和法向应力各自定义为T和N，就会有下面的公式：
式中： 土条底部位倾角， ；
土体孔隙水压力，孔隙水压力系数 ；
土体的滑裂面位置处滑动安全系数值F指的是把土体抗剪强度的指标值减低为和 ，进而土体顺沿着这一滑裂面就可以达到极限平衡状态，如下式所示：
通过多年的实践经验，这种由土体抗剪强度指标来定义安全系数的方式已经得到工程界从业者的普遍认可，但是此方法也存在一些计算上的问题，即数值计算时会多出收敛和迭代方面上的问题；土体边坡稳定分析的方法非常多，每种方法对公式中多余的未知数有非常多的假定方案，这些假定必须符合岩土力学性特征，其中最被认可的合理性前提条件为式1.6：
式中 垂直面通过式(1.4)和式(1.5)缩减以后得出的安全系数；
施加在土体条状垂直面法向的有效压力值；
施加在土体条状垂直面法向的剪应力值；
， 是土体条状垂直面有效平均摩擦系数；
， 是土体条状垂直面有效平均粘聚力；
滑裂面纵坐标值；
土坡表面纵坐标值；
顺沿着区分的土体两侧位置条形状垂直面处的剪应力不可大于在其上所能表现出的抗剪切能力，而且当施加在土条上有效应力合力作用点位置落于土条相垂直面之外处，才可使得在土条接触面上不产生拉应力；
土体边坡深层失稳滑面包括既有滑面、平面性滑面和曲面型滑面：在有历史滑坡或层状顺向滑坡的天然边坡体内部已经存在了滑坡面，再次出现失稳破坏时将会沿着这些滑动面发生滑移破坏；开挖边坡后滑面一般为平面的情况多出现在分层的非均质砂性土或者均匀质砂性土，坡面、坡顶处会在平面滑动的同时形成张裂缝，临界倾角计算式为式1.7；曲面型滑面形状的可能性非常多，相应的确定方法也较为复杂；
式中： 边坡坡面的倾角；
滑面材料内摩擦角。
3.根据权利要求1所述的生态混凝土护坡复合结构稳定性研究方法，其特征在于：所述步骤（2）包括以下内容：
A、岸坡土体平面破坏稳定性分析计算包括有张裂隙岸坡土体稳定性分析计算和无张裂隙岸坡土体稳定性分析计算：
①、有张裂隙岸坡土体稳定性分析计算
岸坡边沿坡面或坡顶附近，在张拉应力和收缩的作用下，有可能出现张裂缝；单宽滑体重量W分两种情况计算：
张裂隙处于坡面时，
张裂隙处于坡顶面时，
稳定系数Fs计算公式为：
式中： 单宽滑动面面积；
滑动面上由水压力而产生的向上托举力；
张裂隙中水平方向的水压力；
水的容重、张裂隙中水的深度；
滑动面的内摩擦角、粘聚力；
H为岸坡的垂直高度；
边坡坡面的倾角；
滑面材料内摩擦角；
张裂隙所处位置 ，张裂隙深度 ，
考虑地震力时的稳定系数Fs为：
式中：E所指的水平地震系数，事护坡处地震发生时水平方向的加速度和重力加速度的比值；
②、无张裂隙岸坡土体稳定性分析计算
无张裂隙破坏下，假定滑体沿坡面方向的截面呈三角形ABC，AC为与岸坡接触的滑动面，滑体ABC沿着岸坡面出现滑动损坏；依照极限平衡法分析，单宽滑体体积为：
，单宽滑体重力为： ；稳定系数Fs为抗滑力和滑动力的比值， Fs<1时
岸坡会失稳，Fs=1时岸坡会处在临界状态，Fs>1时岸坡会处在稳定状态；抗滑力、滑动力计算公式如下：
抗滑力：
滑动力：
由此可得出：
公式中： 岩石的天然重度， (单位KN/m³)；
结构面内摩擦角，(单位°)；
结构面的黏聚力，(kPa)；
B、圆弧滑面是曲面型滑面破坏典型的类型，常用的稳定性分析方法有瑞典圆弧法和毕肖普法；
①、瑞典圆弧法
将土体边坡的稳定分析假设视为平面应变问题，滑动面当作是圆弧状形态，假定沿坡面方向的截面呈四边形ABCD是滑动土体，CD弧是圆弧形滑动面，O为CD弧的圆心，在滑坡出现时，滑动土体ABCD会整体性的顺沿着弧CD向下滑动，且于整个全部的滑动土体都将会沿着弧CD围绕圆心O转动；
瑞典圆弧法的稳定系数Fs计算式为：
当 时，
Fs>1时土体处于稳定状态；
②毕肖普法
毕肖普法认为所有的土条和土坡安全系数相同，在Fs＞1时，土体处于稳定状态，任意一个土条滑动面抗剪强度和相对应滑动面上的滑动力平衡，即下式：
式中： 土条i滑动面之上的内摩擦角、粘聚力；
滑动面处孔隙水压力；
滑动面长度；
上式1.18为依据有效应力法推导的简化毕肖普法公式，按此公式计算，因把条间力切方向分量定为零而引起的误差不超过1%；但是当土条 是负值时，就需要考虑是否可能使接近于零；如果 接近于零，则上式1.18就不可使用。
4.根据权利要求1所述的生态混凝土护坡复合结构稳定性研究方法，其特征在于：所述步骤（3）包括以下内容：
在120cm×120cm的方形木板上面覆盖2cm厚岸坡处采集的土壤，模拟成人工可调坡度的护岸；按照不同类型的组合形式，依次进行下面六组对比试验；
①、木板上面只覆盖有2cm厚的土层，把土层夯实，坡比为1:4时，土层稳定，没有出现滑动；坡比增大为1:3时，土层能够继续维持稳定；再次调整坡度直到土层无法维持自身稳定开始下滑时止，量取垂直高度H和水平长度L值计算出坡比为1:1.6；
②、在木板上表面覆盖2cm厚的土层，把土层夯实，土层上按“角对角”的形式摆放4块六边形格埂混凝土块，坡比为1:4时，结构稳定，没有出现滑动；坡比增大为1:3时，结构仍然能够维持稳定；再次调整坡度直到结构无法维持自身稳定开始下滑时止，量取垂直高度H和水平长度L值计算出坡比为1:1.9；
③、在木板上表面覆盖2cm厚的土层，把土层夯实，土层上按“角对角”的形式摆放4块呈六边形的无砂大孔生态混凝土板，坡比为1:4时，结构稳定，没有出现滑动；坡比增大为1:3时，结构仍然能够维持稳定；再次增大坡度直到结构无法维持自身稳定开始下滑时止，量取垂直高度H和水平长度L值计算出坡比为1:1.6；
④、在木板上表面覆盖2cm厚的土层，把土层夯实，土层上按“角对角”的形式摆放4块六边形格埂混凝土块，在每个格埂混凝土块内部再对应放置一块六边形无砂大孔生态混凝土板；当坡比定为1:4时，复合结构稳定，没有出现滑动现象；将坡比增大为1:3时，复合结构仍然能够维持稳定；再次增大坡度直到复合结构无法维持自身稳定开始下滑时止，量取垂直高度H和水平长度L值计算出坡比为1:1.5；
⑤、在木板上表面覆盖2cm厚的土层，把土层夯实，土层上按“角对角”的形式摆放4块六边形格埂混凝土块，在每个格埂混凝土块内部再对应放置一块六边形无砂大孔生态混凝土板，再将每块无砂大孔生态混凝土板上面铺3cm厚的营养土，使营养土表面和六边形格埂混凝土块齐平；当坡比定为1:4时，复合结构稳定，没有出现滑动现象；将坡比增大为1:3时，复合结构仍然能够维持稳定；再次增大坡度直到复合结构无法维持自身稳定开始下滑时止，量取垂直高度H和水平长度L值计算出坡比为1:1.5；
⑥、在木板上表面覆盖2cm厚的土层，把土层夯实，土层上按“角对角”的形式摆放4块六边形格埂混凝土块，在每个格埂混凝土块内部再对应放置一块六边形无砂大孔生态混凝土板，再将每块无砂大孔生态混凝土板上面铺3cm厚的草皮；当坡比定为1:4时，复合结构稳定，没有出现滑动现象；将坡比增大为1:3时，复合结构仍然能够维持稳定；再次增大坡度直到复合结构无法维持自身稳定开始下滑时止，量取垂直高度H和水平长度L值计算出坡比为
1:1.5。
5.根据权利要求4所述的生态混凝土护坡复合结构稳定性研究方法，其特征在于：针对上述六组试验结果分别进行分析，具体分析如下：
所述第②组：六边形格埂混凝土块自重大，与土壤接触面比较小，抗滑摩擦力也相应较小，在仅有六边形格埂混凝土块护岸时容易出现下滑；
所述第③组：无砂大孔生态混凝土板块内部空隙较多、自重小，且与土壤接触面积较大，抗滑摩擦力也相应较大，仅使用无砂大孔生态混凝土板块时比六边形格埂混凝土块抗滑稳定性好；
所述第④组：将六边形格埂混凝土块和无砂生态大孔混凝土板块复合结构作为土坡的护坡材质时，整体抗滑性能较使用单一型材质稍好些；
所述第⑤和第⑥组：六边形格埂混凝土块和无砂大孔生态混凝土板块复合结构上面铺设营养土层或者营养土草皮时，抗滑稳定性没有进一步的提高，基本无变化；
所述第⑥组：由于试验时移植的营养土草皮是根系切割整齐后铺设到无砂大孔生态混凝土板块的，无法得出根系生长一段时间后透过生态混凝土扎进岸坡土壤内是否对护坡整体抗滑稳定性产生影响，需要在室外试验场地进行装配式生态混凝土护岸施工，模拟黄河岸坡真实情况，通过一定的植物生长周期，待草根深入土壤内后，观察岸坡整体抗滑稳定性。
6.根据权利要求4或5所述的生态混凝土护坡复合结构稳定性研究方法，其特征在于：
所述步骤（4）包括以下内容：通常情况下护坡表面要受到降雨溅击和雨水径流冲刷的影响，根据现有的坡面冲刷机理分析，坡面植被在生长到一定程度后，降雨溅击对坡面的冲刷影响就可以忽略不计，此时的冲刷则主要是由雨水径流产生；
设定模拟降雨强度为110mm/h，首先制作一块长70cm、宽60cm的方形木板，在长侧边沿加两块高8cm薄护板，木板面铺上塑料膜，以防止土壤在水流冲刷下从两边侧和下部流出塑料膜上铺一层土，塑料膜上面覆盖2cm厚岸坡的土壤层，结合前面复合结构抗滑稳定性试验得出的数据，试验设1:4、1:3、1:1.5三个坡比，由模拟雨强、坡度、木板面积计算出模拟流量，按照每小时水量的多少定量从木板顶部往下形成不同雨强下的人造径流冲刷土壤；为了有效研究人造雨水径流对土壤冲刷程度的影响，拟定木板上放置土、土＋六边形格埂混凝土块、土＋生态混凝土板块、土＋六边形格埂混凝土块＋生态混凝土板块四种组合形式，水流冲刷土壤时在底部收集流下的材质，由不同组合结构状态下土壤流失质量计算出对应的土壤侵蚀模数，定量分析装配式生态混凝土护坡抗雨水冲刷稳定性。
7.根据权利要求6所述的生态混凝土护坡复合结构稳定性研究方法，其特征在于：针对抗雨水冲刷稳定性试验结果分别进行分析，具体分析包括以下步骤：
a、绘制在坡比一定时，土壤侵蚀模数在不同工况的变化曲线图，工况即所述四种组合形式；
b、绘制在同一工况下，随着坡比的变化，土壤侵蚀系数的变化规律曲线图；
c、根据步骤a和b绘制的曲线图，六边形格埂混凝土块在雨水开始冲刷初期，水土保持性较好，当水流集聚到一定程度时，边框下部的土体会出现塌陷形成水土流失的通道，造成水土短时期内急剧流失；
d、生态混凝土板块与土壤层接触面积大，且混凝土内部空隙多，不会出现水流聚集的现象，当雨水径流冲刷时，会在附近未防护部位出现水土流失通道，比六边形格埂混凝土块抑制水土流失的效果好；
e、土＋六边形格埂混凝土块＋生态混凝土板块复合结构在遭受水流冲刷时，下部也集聚部分水，但防护部位没有出现明显的水土流失，水土保持效果最好。
生态混凝土护坡复合结构稳定性研究方法
技术领域
背景技术
发明内容
（2）、对岸坡土体平面稳定性进行分析计算；
（3）、进行抗滑稳定性试验，并对抗滑稳定性试验结果进行分析；
（4）、进行抗雨水冲刷稳定性试验，并对抗雨水冲刷稳定性试验结果进行分析。
式中： 破坏面上的剪应力；
土的有效粘聚力；
破坏面上总应力和有效法向应力；
土的有效内摩擦角；
在运用极限平衡法研究分析岸坡的稳定性时只考虑土的摩尔-库伦强度准则和静力平衡条件，设想土体的某一个部位顺沿着某一个滑裂面位置处滑动，在这个滑裂面之上，每一个地方都可达到土体极限平衡的状态，其剪切应力 和正应力 满足摩尔-库伦强度准则；
如果将土条底部位置的切向应力和法向应力各自定义为T和N，就会有下面的公式：
式中： 土条底部位倾角， ；
土体孔隙水压力，孔隙水压力系数 ；
土体的滑裂面位置处滑动安全系数值F指的是把土体抗剪强度的指标值减低为和 ，进而土体顺沿着这一滑裂面就可以达到极限平衡状态，如下式所示：
通过多年的实践经验，这种由土体抗剪强度指标来定义安全系数的方式已经得到工程界从业者的普遍认可，但是此方法也存在一些计算上的问题，即数值计算时会多出收敛和迭代方面上的问题；土体边坡稳定分析的方法非常多，每种方法对公式中多余的未知数有非常多的假定方案，这些假定必须符合岩土力学性特征，其中最被认可的合理性前提条件为式1.6：
式中： 垂直面通过式(1.4)和式(1.5)缩减以后得出的安全系数；
施加在土体条状垂直面法向的有效压力值；
施加在土体条状垂直面法向的剪应力值；
是土体条状垂直面有效平均摩擦系数；
是土体条状垂直面有效平均粘聚力；
滑裂面纵坐标值；
土坡表面纵坐标值；
顺沿着区分的土体两侧位置条形状垂直面处的剪应力不可大于在其上所能表现出的抗剪切能力，而且当施加在土条上有效应力合力作用点位置落于土条相垂直面之外处，才可使得在土条接触面上不产生拉应力；
土体边坡深层失稳滑面包括既有滑面、平面性滑面和曲面型滑面：在有历史滑坡或层状顺向滑坡的天然边坡体内部已经存在了滑坡面，再次出现失稳破坏时将会沿着这些滑动面发生滑移破坏；开挖边坡后滑面一般为平面的情况多出现在分层的非均质砂性土或者均匀质砂性土，坡面、坡顶处会在平面滑动的同时形成张裂缝，临界倾角计算式为式1.7；曲面型滑面形状的可能性非常多，相应的确定方法也较为复杂；
式中： 边坡坡面的倾角；
滑面材料内摩擦角。
①、有张裂隙岸坡土体稳定性分析计算
岸坡边沿坡面或坡顶附近，在张拉应力和收缩的作用下，有可能出现张裂缝；单宽滑体重量W分两种情况计算：
张裂隙处于坡面时，
张裂隙处于坡顶面时，
稳定系数Fs计算公式为：
式中： 单宽滑动面面积；
滑动面上由水压力而产生的向上托举力；
张裂隙中水平方向的水压力；
水的容重、张裂隙中水的深度；
滑动面的内摩擦角、粘聚力；
H 岸坡的垂直高度；
边坡坡面的倾角；
滑面材料内摩擦角；
张裂隙所处位置 ，张裂隙深度 ，
考虑地震力时的稳定系数Fs为：
式中：E所指的水平地震系数，事护坡处地震发生时水平方向的加速度和重力加速度的比值；
②、无张裂隙岸坡土体稳定性分析计算
无张裂隙破坏下，假定滑体沿坡面方向的截面呈三角形ABC，AC为与岸坡接触的滑动面，滑体ABC沿着岸坡面出现滑动损坏；依照极限平衡法分析，单宽滑体体积为：
，单宽滑体重力为： ；稳定系数Fs为抗滑力和滑动力的比值， Fs<1时
岸坡会失稳，Fs=1时岸坡会处在临界状态，Fs>1时岸坡会处在稳定状态；抗滑力、滑动力计算公式如下：
抗滑力：
滑动力：
由此可得出：
公式中： 岩石的天然重度， (单位KN/m³)；
结构面内摩擦角，(单位°)；
结构面的黏聚力，(kPa)；
B、圆弧滑面是曲面型滑面破坏典型的类型，常用的稳定性分析方法有瑞典圆弧法和毕肖普法；
①、瑞典圆弧法
将土体边坡的稳定分析假设视为平面应变问题，滑动面当作是圆弧状形态，假定沿坡面方向的截面呈四边形ABCD是滑动土体，CD弧是圆弧形滑动面，O为CD弧的圆心，在滑坡出现时，滑动土体ABCD会整体性的顺沿着弧CD向下滑动，且于整个全部的滑动土体都将会沿着弧CD围绕圆心O转动；
瑞典圆弧法的稳定系数Fs计算式为：
当 时，
Fs>1时土体处于稳定状态；
②毕肖普法
毕肖普法认为所有的土条和土坡安全系数相同，在Fs＞1时，土体处于稳定状态，任意一个土条滑动面抗剪强度和相对应滑动面上的滑动力平衡，即下式：
式中： 土条i滑动面之上的内摩擦角、粘聚力；
滑动面处孔隙水压力；
滑动面长度；
上式1.18为依据有效应力法推导的简化毕肖普法公式，按此公式计算，因把条间力切方向分量定为零而引起的误差不超过1%；但是当土条 是负值时，就需要考虑是否可能使接近于零；如果 接近于零，则上式1.18就不可使用。
①、木板上面只覆盖有2cm厚的土层，把土层夯实，坡比为1:4时，土层稳定，没有出现滑动；坡比增大为1:3时，土层能够继续维持稳定；再次调整坡度直到土层无法维持自身稳定开始下滑时止，量取垂直高度H和水平长度L值计算出坡比为1:1.6；
②、在木板上表面覆盖2cm厚的土层，把土层夯实，土层上按“角对角”的形式摆放4块六边形格埂混凝土块，坡比为1:4时，结构稳定，没有出现滑动；坡比增大为1:3时，结构仍然能够维持稳定；再次调整坡度直到结构无法维持自身稳定开始下滑时止，量取垂直高度H和水平长度L值计算出坡比为1:1.9；
③、在木板上表面覆盖2cm厚的土层，把土层夯实，土层上按“角对角”的形式摆放4块呈六边形的无砂大孔生态混凝土板，坡比为1:4时，结构稳定，没有出现滑动；坡比增大为1:3时，结构仍然能够维持稳定；再次增大坡度直到结构无法维持自身稳定开始下滑时止，量取垂直高度H和水平长度L值计算出坡比为1:1.6；
④、在木板上表面覆盖2cm厚的土层，把土层夯实，土层上按“角对角”的形式摆放4块六边形格埂混凝土块，在每个格埂混凝土块内部再对应放置一块六边形无砂大孔生态混凝土板；当坡比定为1:4时，复合结构稳定，没有出现滑动现象；将坡比增大为1:3时，复合结构仍然能够维持稳定；再次增大坡度直到复合结构无法维持自身稳定开始下滑时止，量取垂直高度H和水平长度L值计算出坡比为1:1.5；
⑤、在木板上表面覆盖2cm厚的土层，把土层夯实，土层上按“角对角”的形式摆放4块六边形格埂混凝土块，在每个格埂混凝土块内部再对应放置一块六边形无砂大孔生态混凝土板，再将每块无砂大孔生态混凝土板上面铺3cm厚的营养土，使营养土表面和六边形格埂混凝土块齐平；当坡比定为1:4时，复合结构稳定，没有出现滑动现象；将坡比增大为1:3时，复合结构仍然能够维持稳定；再次增大坡度直到复合结构无法维持自身稳定开始下滑时止，量取垂直高度H和水平长度L值计算出坡比为1:1.5；
⑥、在木板上表面覆盖2cm厚的土层，把土层夯实，土层上按“角对角”的形式摆放4块六边形格埂混凝土块，在每个格埂混凝土块内部再对应放置一块六边形无砂大孔生态混凝土板，再将每块无砂大孔生态混凝土板上面铺3cm厚的草皮；当坡比定为1:4时，复合结构稳定，没有出现滑动现象；将坡比增大为1:3时，复合结构仍然能够维持稳定；再次增大坡度直到复合结构无法维持自身稳定开始下滑时止，量取垂直高度H和水平长度L值计算出坡比为
1:1.5。
所述第③组：无砂大孔生态混凝土板块内部空隙较多、自重小，且与土壤接触面积较大，抗滑摩擦力也相应较大，仅使用无砂大孔生态混凝土板块时比六边形格埂混凝土块抗滑稳定性好；
所述第④组：将六边形格埂混凝土块和无砂生态大孔混凝土板块复合结构作为土坡的护坡材质时，整体抗滑性能较使用单一型材质稍好些；
所述第⑤和第⑥组：六边形格埂混凝土块和无砂大孔生态混凝土板块复合结构上面铺设营养土层或者营养土草皮时，抗滑稳定性没有进一步的提高，基本无变化；
所述第⑥组：由于试验时移植的营养土草皮是根系切割整齐后铺设到无砂大孔生态混凝土板块的，无法得出根系生长一段时间后透过生态混凝土扎进岸坡土壤内是否对护坡整体抗滑稳定性产生影响，需要在室外试验场地进行装配式生态混凝土护岸施工，模拟黄河岸坡真实情况，通过一定的植物生长周期，待草根深入土壤内后，观察岸坡整体抗滑稳定性。
b、绘制在同一工况下，随着坡比的变化，土壤侵蚀系数的变化规律曲线图；
c、根据步骤a和b绘制的曲线图，六边形格埂混凝土块在雨水开始冲刷初期，水土保持性较好，当水流集聚到一定程度时，边框下部的土体会出现塌陷形成水土流失的通道，造成水土短时期内急剧流失；
d、生态混凝土板块与土壤层接触面积大，且混凝土内部空隙多，不会出现水流聚集的现象，当雨水径流冲刷时，会在附近未防护部位出现水土流失通道，比六边形格埂混凝土块抑制水土流失的效果好；
e、土＋六边形格埂混凝土块＋生态混凝土板块复合结构在遭受水流冲刷时，下部也集聚部分水，但防护部位没有出现明显的水土流失，水土保持效果最好。
图3是工况为裸土壤层时，土壤侵蚀系数随着坡比的变化曲线；
图4是工况为裸土壤层+格梗混凝土块时，土壤侵蚀系数随着坡比的变化曲线；
图5是工况为裸土壤层+生态混凝土板块时，土壤侵蚀系数随着坡比的变化曲线；
图6是工况为裸土壤层+生态混凝土板块+格梗时，土壤侵蚀系数随着坡比的变化曲线。
具体实施方式
（2）、对岸坡土体平面稳定性进行分析计算；
（3）、进行抗滑稳定性试验，并对抗滑稳定性试验结果进行分析；
（4）、进行抗雨水冲刷稳定性试验，并对抗雨水冲刷稳定性试验结果进行分析。
式中： 破坏面上的剪应力；
土的有效粘聚力；
破坏面上总应力和有效法向应力；
土的有效内摩擦角；
在运用极限平衡法研究分析岸坡的稳定性时只考虑土的摩尔-库伦强度准则和静力平衡条件，设想土体的某一个部位顺沿着某一个滑裂面位置处滑动，在这个滑裂面之上，每一个地方都可达到土体极限平衡的状态，其剪切应力 和正应力 满足摩尔-库伦强度准则；
如果将土条底部位置的切向应力和法向应力各自定义为T和N，就会有下面的公式：
式中： 土条底部位倾角， ；
土体孔隙水压力，孔隙水压力系数 ；
土体的滑裂面位置处滑动安全系数值F指的是把土体抗剪强度的指标值减低为和 ，进而土体顺沿着这一滑裂面就可以达到极限平衡状态，如下式所示：
通过多年的实践经验，这种由土体抗剪强度指标来定义安全系数的方式已经得到工程界从业者的普遍认可，但是此方法也存在一些计算上的问题，即数值计算时会多出收敛和迭代方面上的问题；土体边坡稳定分析的方法非常多，每种方法对公式中多余的未知数有非常多的假定方案，这些假定必须符合岩土力学性特征，其中最被认可的合理性前提条件为式1.6：
式中： 垂直面通过式(1.4)和式(1.5)缩减以后得出的安全系数；
施加在土体条状垂直面法向的有效压力值；
施加在土体条状垂直面法向的剪应力值；
是土体条状垂直面有效平均摩擦系数；
是土体条状垂直面有效平均粘聚力；
滑裂面纵坐标值；
土坡表面纵坐标值；
顺沿着区分的土体两侧位置条形状垂直面处的剪应力不可大于在其上所能表现出的抗剪切能力，而且当施加在土条上有效应力合力作用点位置落于土条相垂直面之外处，才可使得在土条接触面上不产生拉应力；
土体边坡深层失稳滑面包括既有滑面、平面性滑面和曲面型滑面：在有历史滑坡或层状顺向滑坡的天然边坡体内部已经存在了滑坡面，再次出现失稳破坏时将会沿着这些滑动面发生滑移破坏；开挖边坡后滑面一般为平面的情况多出现在分层的非均质砂性土或者均匀质砂性土，坡面、坡顶处会在平面滑动的同时形成张裂缝，临界倾角计算式为式1.7；曲面型滑面形状的可能性非常多，相应的确定方法也较为复杂；
式中： 边坡坡面的倾角；
滑面材料内摩擦角。
①、有张裂隙岸坡土体稳定性分析计算
岸坡边沿坡面或坡顶附近，在张拉应力和收缩的作用下，有可能出现张裂缝；单宽滑体重量W分两种情况计算：
张裂隙处于坡面时，
张裂隙处于坡顶面时，
稳定系数Fs计算公式为：
式中： 单宽滑动面面积；
滑动面上由水压力而产生的向上托举力；
张裂隙中水平方向的水压力；
水的容重、张裂隙中水的深度；
滑动面的内摩擦角、粘聚力；
H为岸坡的垂直高度；
边坡坡面的倾角；
滑面材料内摩擦角；
张裂隙所处位置 ，张裂隙深度 ，
考虑地震力时的稳定系数Fs为：
式中：E所指的水平地震系数，事护坡处地震发生时水平方向的加速度和重力加速度的比值；
②、无张裂隙岸坡土体稳定性分析计算
无张裂隙破坏下，假定滑体沿坡面方向的截面呈三角形ABC，AC为与岸坡接触的滑动面，滑体ABC沿着岸坡面出现滑动损坏；依照极限平衡法分析，单宽滑体体积为：
，单宽滑体重力为： ；稳定系数Fs为抗滑力
和滑动力的比值， Fs<1时岸坡会失稳，Fs=1时岸坡会处在临界状态，Fs>1时岸坡会处在稳定状态；抗滑力、滑动力计算公式如下：
抗滑力：
滑动力：
由此可得出：
公式中： 岩石的天然重度， (单位KN/m³)；
结构面内摩擦角，(单位°)；
结构面的黏聚力，(kPa)；
B、圆弧滑面是曲面型滑面破坏典型的类型，常用的稳定性分析方法有瑞典圆弧法和毕肖普法。
瑞典圆弧法的稳定系数Fs计算式为：
当 时，
Fs>1时土体处于稳定状态；
②毕肖普法
毕肖普法认为所有的土条和土坡安全系数相同，在Fs＞1时，土体处于稳定状态，任意一个土条滑动面抗剪强度和相对应滑动面上的滑动力平衡，即下式：
式中： 土条i滑动面之上的内摩擦角、粘聚力；
滑动面处孔隙水压力；
滑动面长度。
①、木板上面只覆盖有2cm厚的土层，把土层夯实，坡比为1:4时，土层稳定，没有出现滑动；坡比增大为1:3时，土层能够继续维持稳定；再次调整坡度直到土层无法维持自身稳定开始下滑时止，量取垂直高度H和水平长度L值计算出坡比为1:1.6；
②、在木板上表面覆盖2cm厚的土层，把土层夯实，土层上按“角对角”的形式摆放4块六边形格埂混凝土块，坡比为1:4时，结构稳定，没有出现滑动；坡比增大为1:3时，结构仍然能够维持稳定；再次调整坡度直到结构无法维持自身稳定开始下滑时止，量取垂直高度H和水平长度L值计算出坡比为1:1.9；
③、在木板上表面覆盖2cm厚的土层，把土层夯实，土层上按“角对角”的形式摆放4块呈六边形的无砂大孔生态混凝土板，坡比为1:4时，结构稳定，没有出现滑动；坡比增大为1:3时，结构仍然能够维持稳定；再次增大坡度直到结构无法维持自身稳定开始下滑时止，量取垂直高度H和水平长度L值计算出坡比为1:1.6；
④、在木板上表面覆盖2cm厚的土层，把土层夯实，土层上按“角对角”的形式摆放4块六边形格埂混凝土块，在每个格埂混凝土块内部再对应放置一块六边形无砂大孔生态混凝土板；当坡比定为1:4时，复合结构稳定，没有出现滑动现象；将坡比增大为1:3时，复合结构仍然能够维持稳定；再次增大坡度直到复合结构无法维持自身稳定开始下滑时止，量取垂直高度H和水平长度L值计算出坡比为1:1.5；
⑤、在木板上表面覆盖2cm厚的土层，把土层夯实，土层上按“角对角”的形式摆放4块六边形格埂混凝土块，在每个格埂混凝土块内部再对应放置一块六边形无砂大孔生态混凝土板，再将每块无砂大孔生态混凝土板上面铺3cm厚的营养土，使营养土表面和六边形格埂混凝土块齐平；当坡比定为1:4时，复合结构稳定，没有出现滑动现象；将坡比增大为1:3时，复合结构仍然能够维持稳定；再次增大坡度直到复合结构无法维持自身稳定开始下滑时止，量取垂直高度H和水平长度L值计算出坡比为1:1.5；
⑥、在木板上表面覆盖2cm厚的土层，把土层夯实，土层上按“角对角”的形式摆放4块六边形格埂混凝土块，在每个格埂混凝土块内部再对应放置一块六边形无砂大孔生态混凝土板，再将每块无砂大孔生态混凝土板上面铺3cm厚的草皮；当坡比定为1:4时，复合结构稳定，没有出现滑动现象；将坡比增大为1:3时，复合结构仍然能够维持稳定；再次增大坡度直到复合结构无法维持自身稳定开始下滑时止，量取垂直高度H和水平长度L值计算出坡比为
1:1.5。
针对上述六组试验结果（表1）分别进行分析，具体分析如下：
所述第②组：六边形格埂混凝土块自重大，与土壤接触面比较小，抗滑摩擦力也相应较小，在仅有六边形格埂混凝土块护岸时容易出现下滑；
所述第③组：无砂大孔生态混凝土板块内部空隙较多、自重小，且与土壤接触面积较大，抗滑摩擦力也相应较大，仅使用无砂大孔生态混凝土板块时比六边形格埂混凝土块抗滑稳定性好；
所述第④组：将六边形格埂混凝土块和无砂生态大孔混凝土板块复合结构作为土坡的护坡材质时，整体抗滑性能较使用单一型材质稍好些；
所述第⑤和第⑥组：六边形格埂混凝土块和无砂大孔生态混凝土板块复合结构上面铺设营养土层或者营养土草皮时，抗滑稳定性没有进一步的提高，基本无变化；
所述第⑥组：由于试验时移植的营养土草皮是根系切割整齐后铺设到无砂大孔生态混凝土板块的，无法得出根系生长一段时间后透过生态混凝土扎进岸坡土壤内是否对护坡整体抗滑稳定性产生影响，需要在室外试验场地进行装配式生态混凝土护岸施工，模拟黄河岸坡真实情况，通过一定的植物生长周期，待草根深入土壤内后，观察岸坡整体抗滑稳定性。
e、土＋六边形格埂混凝土块＋生态混凝土板块复合结构在遭受水流冲刷时，下部也集聚部分水，但防护部位没有出现明显的水土流失，水土保持效果最好。
| 标题 | 发布/更新时间 | 阅读量 |
|---|---|---|
| 空调制冷系统临界状态下运行的控制方法、装置及系统 | 2020-05-16 | 223 |
| 牛顿及非牛顿流体间临界状态下布里渊散射的研究方法 | 2020-05-14 | 272 |
| 牛顿及非牛顿流体间临界状态下布里渊散射的研究方法 | 2020-05-14 | 717 |
| 一种基于塔身刚度的塔机倾翻临界状态判断方法 | 2020-05-14 | 858 |
| 临界状态下异丙苯的生产方法 | 2020-05-11 | 89 |
| 电力系统自组织临界状态判断方法 | 2020-05-11 | 761 |
| 一种复杂电网自组织临界状态的辨识方法 | 2020-05-12 | 793 |
| 临界状态热机 | 2020-05-11 | 710 |
| 模拟临界状态雾化流羟化合成甲硝唑的装置及其合成方法 | 2020-05-15 | 826 |
| 一种关于煤与瓦斯突出指标及其临界状态的确定方法 | 2020-05-15 | 885 |
高效检索全球专利专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台，是提供专利分析，专利查询，专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。
我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据，免费查、免费专利分析。
专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析，涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度，系统通过AI智能系统对图表进行解读，只需1分钟，一键生成行业专利分析报告。
