【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及滑坡体防护领域。更具体地说，本专利技术涉及一种滑坡体防护结构及设计方法。
技术介绍
1、在自然边坡的保护和治理上，越来越多地采用植物方法与传统的岩土工程技术相结合的方法。由于植物固坡方法施工工期较短、造价低廉，并且在增加边坡稳定性、减少水土流失和改善生态环境方面具有很大的积极作用，目前已广泛地应用于铁路、公路的边坡加固、河流堤岸的加固和水土保持等工程。但是现在的植物固坡只是简单的采用草本植物种植，只能针对边坡表层发挥稳固作用，固坡效果并不好，并不能对边坡潜在深层滑动区域发挥稳固效应。
2、而且，由于植物种类多样、根系分布的随机性、根的强度的多变性以及设计方法的不同等，目前对植物固坡机理的认识还不够清楚，也没有较好的方法指导植物固坡的设计。
技术实现思路
1、为了实现根据本专利技术的这些目的和其它优点，提供了一种滑坡体防护结构，包括：
2、若干毛竹围桩，其底端垂直插入滑坡体，所有毛竹围桩形成毛竹耦合桩，所述毛竹围桩包括环形竹杆和连接于所述环形竹杆下方的多个毛竹桩，所述毛竹桩沿着所述环形竹杆环形分布，所述毛竹桩竖向插入所述滑坡体；
3、若干活树桩，其和所述毛竹围桩一一对应，所述活树桩穿过所述毛竹围桩被竖向种植入滑坡体内。
4、优选地，所述滑坡体的厚度在1-3m范围，所述滑坡体为滑动面坡度在50度以下的浅层滑坡；且，所述滑坡体存在潜在滑动面，滑动面在滑动方向尚未全部贯通，正处于蠕变阶段；所述滑坡体的滑坡岩土体的主体为黏性土或碎
5、优选地，所有的毛竹围桩呈正多边形或梅花形布置。
6、另一方面，所述的滑坡体防护结构的设计方法，包括以下步骤：
7、s1、收集滑坡体地区的水文气象和地质构造资料，开展现场调研和试验，滑坡体的长度b，坡度α，高度h，可能滑坡深度h；
8、s2、通过试验和结合勘察资料，确定土壤的容重泊松比、黏聚力和内摩擦角；确定不同生长时间内活树桩主根的根系有效直径di和根-土静摩擦系数fr；
9、s3、通过试验测定单个毛竹围桩不同时间的抗弯强度m单毛竹桩(t)和抗剪力τ单毛竹桩(t)，初步确定毛竹围桩中毛竹桩的设计数量n；所述s3中，毛竹围桩中毛竹桩的设计数量n为5-6根。
10、s4、计算毛竹耦合桩和活树桩所能承受的总抗剪力qr+sum(t)，设计确定滑坡体的安全系数k，并计算毛竹围桩+活树桩的数量n，最终确定滑坡体毛竹围桩的布置形式和间距。
11、优选地，所述s2中，活树桩主根的根系有效直径di由以下公式计算得到：
12、τi＝frγdi 公式(1)
13、其中，τi为主根第i根从土壤拔出的粘结强度；dri为主根第i根的根系有效直径；fr为根-土静摩擦系数；γ为土体的容重；
14、其中，土体的容重泊松比γ由以下公式计算得到：
15、γ＝ρg＝ρ(1+θ)g； 公式(2)
16、其中，ρ为土壤的干密度；θ为土壤的含水率；g为重力加速度。
17、优选地，水文气象和地质构造资料包括历年降雨强度，滑坡体的长度b，坡度α，高度h，拟设的基材厚度h1。
18、优选地，所述s4中，毛竹耦合桩和活树桩所能承受的总抗剪力qr+sum(t)由以下公式计算得到：
19、qr+sum(t)＝qr(t)+qsum(t)； 公式(3)
20、其中，qr(t)为活树桩的主根提供的锚固力，qsum(t)为毛竹耦合桩提供的抗剪力；
21、优选地，qsum(t)由以下公式计算得到：
22、
23、qsum(t)—表示毛竹耦合桩所能承担的总剪力；
24、τ单毛竹桩(t)—不同时间t的毛竹耦合桩中单个毛竹围桩所承受的剪力，通过抗剪试验得到；
25、ap—毛竹耦合桩内围桩的总面积；
26、n—毛竹围桩中毛竹桩的设计数量；
27、as—毛竹耦合桩影响范围内土体所占的面积。
28、优选地，qr(t)由以下公式计算得到：
29、
30、式中，lrt为与主根深度，nz为主根数量，d为主根的直径，μ为界面摩擦系数，与根系的抗拉强度和土壤的接触特性有关，ρd为土壤的干密度，土工试验得到，ω为土壤的含水量；g为重力加速度，fr为根-土静摩擦系数；
31、其中，假设主根为圆柱体的刚性材料，活树桩植物主根生长深度和直径相同n。
32、优选地，所述s4中，毛竹围桩+活树桩的数量n根据以下边坡稳定的控制表达公式计算得到：
33、
34、式中：k为边坡的安全系数设计值，b为边坡的长度，α为边坡坡度，h为边坡高度，h为滑动面深度；γ为土体容重；为土体内摩擦角；n为毛竹耦合桩+活树桩的数量；
35、待毛竹围桩+活树桩的数量n确定之后，即可确定毛竹围桩的布置形式和间距。
36、本专利技术至少包括以下有益效果：本专利技术不仅针对边坡表层发挥稳固作用，而且还能对边坡潜在深层滑动区域发挥稳固效应，具有很好的边坡固定效果。
37、本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种滑坡体防护结构，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的滑坡体防护结构，其特征在于，所述滑坡体的厚度在1-3m范围，所述滑坡体为滑动面坡度在50度以下的浅层滑坡；且，所述滑坡体存在潜在滑动面，滑动面在滑动方向尚未全部贯通，正处于蠕变阶段；所述滑坡体的滑坡岩土体的主体为黏性土或碎石土介质。
3.根据权利要求1所述的滑坡体防护结构，其特征在于，所有的毛竹围桩呈正多边形或梅花形布置。
4.如权利要求1-3任一所述的滑坡体防护结构的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的滑坡体防护结构的设计方法，其特征在于，所述S2中，活树桩主根的根系有效直径Di由以下公式计算得到：
6.根据权利要求4所述的滑坡体防护结构的设计方法，其特征在于，所述S3中，毛竹围桩中毛竹桩的设计数量n为5-6根。
7.根据权利要求4所述的滑坡体防护结构的设计方法，其特征在于，水文气象和地质构造资料包括历年降雨强度，滑坡体的长度B，坡度α，高度H，可能滑坡深度h。
8.根据权利要求5所述的滑坡体防护结构的
9.根据权利要求5所述的滑坡体防护结构的设计方法，其特征在于，所述S4中，毛竹围桩+活树桩的数量N根据以下边坡稳定的控制表达公式计算得到：
...【技术特征摘要】
1.一种滑坡体防护结构，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的滑坡体防护结构，其特征在于，所述滑坡体的厚度在1-3m范围，所述滑坡体为滑动面坡度在50度以下的浅层滑坡；且，所述滑坡体存在潜在滑动面，滑动面在滑动方向尚未全部贯通，正处于蠕变阶段；所述滑坡体的滑坡岩土体的主体为黏性土或碎石土介质。
3.根据权利要求1所述的滑坡体防护结构，其特征在于，所有的毛竹围桩呈正多边形或梅花形布置。
4.如权利要求1-3任一所述的滑坡体防护结构的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的滑坡体防护结构的设计方法，其特征在于，所述s2中，活树桩主根的根系有效直径di...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄钢，吴元成，胡梦，潘玉辰，周曦竹，
申请(专利权)人：黄冈师范学院，
类型：发明
国别省市：
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