一种客土附着力评价方法

摘要

本发明公开了一种客土附着力评价方法，属于岩土工程技术领域。包括如下步骤：S10、获取待评价客土的剪切指数α；S20、获取待评价客土的滑动指数β；S30、获取待评价客土的植被影响指数γ；S40、获取待评价客土的界面摩擦指数δ；S50、建立客土附着力评价模型，应用所述评价模型并根据S1获取的α、S2获取的β、S3获取的γ及S4获取的δ评估待评价客土的客土附着力贡献指数F。本发明的客土附着力评价方法，综合考虑了土体自身性质对附着力影响以及外界因素对附着力影响的不同程度，建立了客土附着力评价模型，对边坡修复中客土的附着力进行了定量化的评价，可以准确快速的评价各类边坡修复工程中客土的附着力。

权利要求

1.一种客土附着力评价方法，其特征在于，步骤如下：S10、获取待评价客土的剪切指数α；

S20、获取待评价客土的滑动指数β；

S30、获取待评价客土的植被影响指数γ，植被影响指数γ通过如下步骤获取：S31、获取待评价客土处植被最大生长高度H、植被最大根系长度L和植被覆盖率P；

S32、根据待评价客土处植被生长情况确定客土植被生长指数γ1；

S33、根据待评价客土处植被最大生长高度H确定客土植被高度指数γ2；

S34、根据待评价客土处植被最大根系长度L确定客土植被根系指数γ3；

S35、根据待评价客土处植被覆盖率P确定客土植被覆盖指数γ4，γ4＝P×100；

S36、建立植被影响指数γ计算模型，应用所述植被影响指数γ计算模型并根据S32确定的γ1、S33确定的γ2、S34确定的γ3及S35确定的γ4计算植被影响指数γ，所述植被影响指数γ计算模型为，γ＝γ1×(0.25×γ2+0.25×γ3+0.5×γ4)；

S40、获取待评价客土的界面摩擦指数δ；

S50、建立客土附着力评价模型，应用所述评价模型并根据S1获取的α、S2获取的β、S3获取的γ及S4获取的δ评估待评价客土的客土附着力贡献指数F，所述评价模型为，F＝0.3×α+0.2×β+0.2×γ+0.3×δ。

2.根据权利要求1所述的一种客土附着力评价方法，其特征在于：所述客土附着力贡献指数F越大，客土的附着力越好。

3.根据权利要求2所述的一种客土附着力评价方法，其特征在于，S10中剪切指数α通过如下步骤获取：S11、对待评价客土进行三轴剪切试验，得到客土的内聚力c和内摩擦角φ；

S12、建立剪切指数α计算模型，应用所述剪切指数α计算模型并根据S11得到的内聚力c和内摩擦角φ计算剪切指数α，所述剪切指数α计算模型为，α＝α1+50×tan(φ)；

其中，α1为内聚力指数。

4.根据权利要求3所述的一种客土附着力评价方法，其特征在于：当c≤45kPa时，所述α1＝15；

当45

当65

当c>120kPa时，所述α1＝50。

5.根据权利要求1所述的一种客土附着力评价方法，其特征在于，S20中滑动指数β通过如下步骤获取：S21、对待评价客土进行滑动试验，得到客土的滑动临界角θ；

S22、建立滑动指数β计算模型，应用所述滑动指数β计算模型并根据S21得到的滑动临界角θ计算滑动指数β，所述滑动指数β计算模型为，β＝100×tan(θ)。

6.根据权利要求1所述的一种客土附着力评价方法，其特征在于：S32中，

当客土没有植被生长时，所述γ1＝0；

当客土有植被生长时，所述γ1＝1；

S33中，

当植被最大生长高度H≤3cm时，所述γ2＝20；

当植被最大生长高度3

当植被最大生长高度7

当植被最大生长高度10

当客土最大植被生长高度H>15cm时，所述γ2＝90；

S34中，

当植被最大根系长度L≤3cm时，所述γ3＝15；

当植被最大根系长度3

当植被最大根系长度5

当植被最大根系长度L>10cm时，所述γ3＝85。

7.根据权利要求1所述的一种客土附着力评价方法，其特征在于，S40中界面摩擦指数δ通过如下步骤获取：S41、对待评价客土进行界面剪切试验，得到客土的界面内聚力C和界面内摩擦角Φ；

S42、建立界面摩擦指数δ计算模型，应用所述界面摩擦指数δ计算模型并根据S41得到的界面内聚力C和界面内摩擦角Φ计算界面摩擦指数δ，所述界面摩擦指数δ计算模型为，δ＝δ1+50×tan(Φ)；

其中，δ1为界面内聚力指数。

8.根据权利要求7所述的一种客土附着力评价方法，其特征在于：当C≤50kPa时，所述δ1＝15；

当50

当85

当C>130kPa时，所述δ1＝50。

说明书

一种客土附着力评价方法

技术领域

[0001] 本发明属于岩土工程技术领域，更具体地说，涉及一种客土附着力评价方法。

背景技术

[0002] 随着公路工程和铁路工程的不断发展，所产生的破坏性边坡急剧增多，迫切需要进行植被恢复，高效且机械化工作的喷播技术应运而生，紧接着“喷播机”在1953年被美国研究者和芬兰公司研发成功，这种机器的应用大大提高了边坡绿化的施工效率，已被广泛应用于公路边坡和采矿区的修复。

[0003] 喷播机的应用可以在边坡表层形成一个客土层，以实现各类边坡的生态修复，但客土喷播作为边坡生态修复措施在实际应用中面临新的问题，对于大多数边坡，客土的附着力差，容易导致客土沿坡面发生整体滑塌或剥离，该问题将不断削减坡面客土的厚度，导致客土保水、保肥能力下降，影响植被生长，难以满足边坡生态修复的需求。

[0004] 针对存在的问题，大多采用一些物理措施或化学类材料提升客土的附着力，但由于缺少相关客土附着力的评估方法，造成大量的材料浪费与经济损失，因此建立一套可行的、综合的、快速准确的客土附着力评价方法是一项紧迫的任务。

发明内容

[0005] 为了解决上述技术问题至少之一，根据本发明的一方面，提供了一种客土附着力评价方法，步骤如下：

[0006] S10、获取待评价客土的剪切指数α；

[0007] S20、获取待评价客土的滑动指数β；

[0008] S30、获取待评价客土的植被影响指数γ；

[0009] S40、获取待评价客土的界面摩擦指数δ；

[0010] S50、建立客土附着力评价模型，应用所述评价模型并根据S1获取的α、S2获取的β、S3获取的γ及S4获取的δ评估待评价客土的客土附着力贡献指数F，所述评价模型为，[0011] F＝0.3×α+0.2×β+0.2×γ+0.3×δ。

[0012] 根据本发明实施例的客土附着力评价方法，可选地，所述客土附着力贡献指数F越大，客土的附着力越好。

[0013] 根据本发明实施例的客土附着力评价方法，可选地，S10中剪切指数α通过如下步骤获取：

[0014] S11、对待评价客土进行三轴剪切试验，得到客土的内聚力c和内摩擦角[0015] S12、建立剪切指数α计算模型，应用所述剪切指数α计算模型并根据S11得到的内聚力c和内摩擦角 计算剪切指数α，所述剪切指数α计算模型为，

[0016]

[0017] 其中，α1为内聚力指数。

[0018] 根据本发明实施例的客土附着力评价方法，可选地，

[0019] 当c≤45kPa时，所述α1＝15；

[0020] 当45

[0021] 当65

[0022] 当c>120kPa时，所述α1＝50。

[0023] 根据本发明实施例的客土附着力评价方法，可选地，S20中滑动指数β通过如下步骤获取：

[0024] S21、对待评价客土进行滑动试验，得到客土的滑动临界角θ；

[0025] S22、建立滑动指数β计算模型，应用所述滑动指数β计算模型并根据S21得到的滑动临界角θ计算滑动指数β，所述滑动指数β计算模型为，

[0026] β＝100×tan(θ)。

[0027] 根据本发明实施例的客土附着力评价方法，可选地，S30中植被影响指数γ通过如下步骤获取：

[0028] S31、获取待评价客土处植被最大生长高度H、植被最大根系长度L和植被覆盖率P；

[0029] S32、根据待评价客土处植被生长情况确定客土植被生长指数γ1；

[0030] S33、根据待评价客土处植被最大生长高度H确定客土植被高度指数γ2；

[0031] S34、根据待评价客土处植被最大根系长度L确定客土植被根系指数γ3；

[0032] S35、根据待评价客土处植被覆盖率P确定客土植被覆盖指数γ4，γ4＝P×100；

[0033] S36、建立植被影响指数γ计算模型，应用所述植被影响指数γ计算模型并根据S32确定的γ1、S33确定的γ2、S34确定的γ3及S35确定的γ4计算植被影响指数γ，所述植被影响指数γ计算模型为，

[0034] γ＝γ1×(0.25×γ2+0.25×γ3+0.5×γ4)。

[0035] 根据本发明实施例的客土附着力评价方法，可选地，

[0036] S32中，

[0037] 当客土没有植被生长时，所述γ1＝0；

[0038] 当客土有植被生长时，所述γ1＝1；

[0039] S33中，

[0040] 当植被最大生长高度H≤3cm时，所述γ2＝20；

[0041] 当植被最大生长高度3

[0042] 当植被最大生长高度7

[0043] 当植被最大生长高度10

[0044] 当客土最大植被生长高度H>15cm时，所述γ2＝90；

[0045] S34中，

[0046] 当植被最大根系长度L≤3cm时，所述γ3＝15；

[0047] 当植被最大根系长度3

[0048] 当植被最大根系长度5

[0049] 当植被最大根系长度L>10cm时，所述γ3＝85。

[0050] 根据本发明实施例的客土附着力评价方法，可选地，S40中界面摩擦指数δ通过如下步骤获取：

[0051] S41、对待评价客土进行界面剪切试验，得到客土的界面内聚力C和界面内摩擦角Φ；

[0052] S42、建立界面摩擦指数δ计算模型，应用所述界面摩擦指数δ计算模型并根据S41得到的界面内聚力C和界面内摩擦角Φ计算界面摩擦指数δ，所述界面摩擦指数δ计算模型为，

[0053] δ＝δ1+50×tan(Φ)；

[0054] 其中，δ1为界面内聚力指数。

[0055] 根据本发明实施例的客土附着力评价方法，可选地，

[0056] 当C≤50kPa时，所述δ1＝15；

[0057] 当50

[0058] 当85

[0059] 当C>130kPa时，所述δ1＝50。

[0060] 本发明的客土附着力评价方法，综合考虑了土体自身性质对附着力影响以及外界因素对附着力影响的不同程度，建立了客土附着力评价模型，对边坡修复中客土的附着力进行了定量化的评价，可以准确快速的评价各类边坡修复工程中客土的附着力。

附图说明

[0061] 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本发明的一些实施例，而非对本发明的限制。

[0062] 图1示出了本发明的客土附着力评价方法的流程图。

具体实施方式

[0063] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。

[0064] 实施例1

[0065] 客土附着力是边坡生态修复时的重要影响因素，客土的附着力差，容易导致客土沿坡面发生整体滑塌或剥离，不断削减坡面客土的厚度，导致客土保水、保肥能力下降，影响植被生长，难以满足边坡生态修复的需求，因此需要采用一些物理措施或化学类材料来提升客土附着力，但现有技术中未有相关客土附着力的评价方法，无法提前有效获知客土附着力的优劣，导致在采取措施提升客土附着力时产生了大量的材料浪费或经济损失。

[0066] 针对上述问题，本实施例提出一种客土附着力评价方法，能准确快速的对各类边坡修复工程中客土的附着力进行评价，从而避免后续提升客土附着力措施时的浪费或损失。

[0067] 本实施例的客土附着力评价方法，如图1所示，包括如下步骤：

[0068] S10、获取待评价客土的剪切指数α；

[0069] S20、获取待评价客土的滑动指数β；

[0070] S30、获取待评价客土的植被影响指数γ；

[0071] S40、获取待评价客土的界面摩擦指数δ；

[0072] S50、建立客土附着力评价模型，应用所述评价模型并根据S1获取的α、S2获取的β、S3获取的γ及S4获取的δ评估待评价客土的客土附着力贡献指数F，所述评价模型为，[0073] F＝0.3×α+0.2×β+0.2×γ+0.3×δ。

[0074] 其中，所述客土附着力贡献指数F越大，客土的附着力越好。

[0075] 申请人研究发现，剪切指数α及界面摩擦指数δ由客土土体自身性质确定，其对客土附着力有着较大影响，而滑动指数β及植被影响指数γ受边坡环境影响，也对客土附着力有着一定影响，综合考虑各指数对客土附着力影响权重的不同，建立了客土附着力评价模型，使得客土附着力贡献指数F能更加客观准确的反应客土的附着力。

[0076] 进一步地，S10中剪切指数α通过如下步骤获取：

[0077] S11、对待评价客土进行三轴剪切试验，得到客土的内聚力c和内摩擦角[0078] S12、建立剪切指数α计算模型，应用所述剪切指数α计算模型并根据S11得到的内聚力c和内摩擦角 计算剪切指数α，所述剪切指数α计算模型为，

[0079]

[0080] 其中，α1为内聚力指数；当c≤45kPa时，所述α1＝15；当45120kPa时，所述α1＝50。

[0081] 进一步地，S20中滑动指数β通过如下步骤获取：

[0082] S21、对待评价客土进行滑动试验，得到客土的滑动临界角θ；

[0083] S22、建立滑动指数β计算模型，应用所述滑动指数β计算模型并根据S21得到的滑动临界角θ计算滑动指数β，所述滑动指数β计算模型为，

[0084] β＝100×tan(θ)。

[0085] 进一步地，S30中植被影响指数γ通过如下步骤获取：

[0086] S31、获取待评价客土处植被最大生长高度H、植被最大根系长度L和植被覆盖率P；

[0087] S32、根据待评价客土处植被生长情况确定客土植被生长指数γ1，当客土没有植被生长时，所述γ1＝0，当客土有植被生长时，所述γ1＝1；

[0088] S33、根据待评价客土处植被最大生长高度H确定客土植被高度指数γ2，当植被最大生长高度H≤3cm时，所述γ2＝20，当植被最大生长高度315cm时，所述γ2＝90；

[0089] S34、根据待评价客土处植被最大根系长度L确定客土植被根系指数γ3，当植被最大根系长度L≤3cm时，所述γ3＝15，当植被最大根系长度310cm时，所述γ3＝85；

[0090] S35、根据待评价客土处植被覆盖率P确定客土植被覆盖指数γ4，γ4＝P×100；

[0091] S36、建立植被影响指数γ计算模型，应用所述植被影响指数γ计算模型并根据S32确定的γ1、S33确定的γ2、S34确定的γ3及S35确定的γ4计算植被影响指数γ，所述植被影响指数γ计算模型为，

[0092] γ＝γ1×(0.25×γ2+0.25×γ3+0.5×γ4)。

[0093] 进一步地，S40中界面摩擦指数δ通过如下步骤获取：

[0094] S41、对待评价客土进行界面剪切试验，得到客土的界面内聚力C和界面内摩擦角Φ；

[0095] S42、建立界面摩擦指数δ计算模型，应用所述界面摩擦指数δ计算模型并根据S41得到的界面内聚力C和界面内摩擦角Φ计算界面摩擦指数δ，所述界面摩擦指数δ计算模型为，

[0096] δ＝δ1+50×tan(Φ)；

[0097] 其中，δ1为界面内聚力指数，当C≤50kPa时，所述δ1＝15；当50130kPa时，所述δ1＝50。

[0098] 通过以上步骤获得α、β、γ以及δ后，带入公式F＝0.3×α+0.2×β+0.2×γ+0.3×δ，获得客土附着力贡献度指数模型F并对客土附着力进行评价，当F∈(0，15]时，所述客土附着力为低，边坡客土附着时间为0～7天；当F∈(15，45]所述客土附着力为较低，边坡客土附着时间为7～30天；当F∈(45，60]所述客土附着力为中等，边坡客土附着时间为1～3个月；当F∈(60，75]所述客土附着力为较高，边坡客土附着时间为3～7个月；当F∈(75，90]所述客土附着力为高，边坡客土附着时间为7～12个月；当F∈(90，100]所述客土附着力为极高，边坡客土附着时间大于1年。

[0099] 本实施例根据客土附着力贡献度指数模型F值的大小，对客土附着力进行了分级，分为低、较低、中等、较高、高和极高六级，每级对应不同的附着时间，从而方便根据F值对对应边坡进行不同程度的加固措施。

[0100] 实施例2

[0101] 本实施例利用实施例1的客土附着力评价方法，对边坡客土的附着力进行评价。

[0102] 取边坡客土试样，通过三轴剪切试验(不排水不固结法)获取客土的内聚力c＝84.21kPa和内摩擦角

[0103] 根据内聚力c的大小，确定内聚力指数α1＝40，由此确定剪切指数

[0104] 通过客土的滑动试验获取客土的滑动临界角θ＝40°，由此确定滑动指数β＝100×tan(θ)＝100×tan40°＝83.90；

[0105] 通过统计边坡客土植被发育情况，得出该区域有植被生长，植被最大生长高度H＝12.4cm，植被最大根系长度L＝9.6cm，植被覆盖率P＝0.37；

[0106] 确定客土植被生长指数γ1＝1，客土植被高度指数γ2＝75，客土植被根系指数γ3＝65，客土植被覆盖指数γ4＝37，由此确定植被影响指数γ＝γ1×(0.25×γ2+0.25×γ3+0.5×γ4)＝53.50；

[0107] 通过界面剪切试验获取客土的界面内聚力C＝82.3kPa和界面内摩擦角Φ＝24.3°；

[0108] 根据界面内聚力C的大小确定界面内聚力指数δ1＝45，由此确定界面摩擦指数δ＝δ1+50×tan(Φ)＝67.58；

[0109] 根据上述获取的相关信息，利用客土附着力评价模型：

[0110] F＝0.3×α+0.2×β+0.2×γ+0.3×δ＝0.35×51.54+0.2×83.90+0.2×53.50+0.3×67.58＝65.79，

[0111] 进而判断该处边坡客土附着力为较高等级，其附着时间应为3～7个月；

[0112] 根据后续实际观测情况，该处客土在3个月时出现土体滑落，6个月时土体已发生大规模滑落，客土失效。观测结果与本发明的评价方法得出的客土附着力贡献指数F所对应的附着时间区间相吻合，进一步验证了本发明方法的准确性。

[0113] 本发明所述实例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的保护范围。