路基边坡坡面冲刷特性与加固材料性能研究

路基边坡冲刷是指降雨形成的坡面水流破坏路基边坡坡面，并冲走坡面表层土体的现象。它是公路领域最为常见的一种病害，但是对公路路基边坡冲刷问题的研究却很少。本文从理论上较全面系统地研究了公路路基边坡坡面冲刷的影响因素、产生条件、坡面流的冲刷能力及边坡冲刷稳定性的评价方法，并通过大量试验开展了边坡土加固材料的性能研究。论文的主要工作内容如下： 一、按坡面冲刷发展阶段和冲蚀痕迹的形态特征、坡面土体运移方式和特征、路基边坡有无防护工程措施、坡面冲刷量的大小等四种分类依据，建立公路路基边坡坡面冲刷类型分类方法。 二、系统分析和研究公路路基边坡坡面冲刷影响因素，详细介绍了边坡临界坡度的确定方法，推导了边坡土的降水入渗理论计算公式，提出从改善土层本身的物理化学性质着手，提高坡面土层抗冲刷稳定性的研究新方法。 三、总结和分析坡面冲刷过程中土的受力特征，建立了均质无粘性土路基边坡、非均质无粘性土路基边坡、粘性土路基边坡的起动拖曳力公式，研究路基边坡的冲刷产生条件。分析了降雨击溅和坡面径流侵蚀两类坡面冲刷作用过程的能量转换和平衡，并推导了斜坡上径流作用下推移质和悬移质的挟沙力公式，从理论上探讨了路基边坡坡面冲刷的产生和发展。 四、提出并建立路基边坡冲刷稳定性模糊综合评价系统方法，确定路基边坡冲刷稳定的评价指标，并建立这些评价指标的量化方法，提出了评价指标权重的确定方法，建立了权重赋值方法选择策略。通过应用实例分析和讨论，验证了本方法在评价路基边坡冲刷稳定性方面的可行性和有效性。 五、基于改良与加固路基边坡坡面土体工程性质，提高坡面冲刷稳定性的目的，研究和开发了一种用于边坡冲刷防护的加固土固化材料。开展了大量的室内试验研究，测定加固土的物理性质、力学性质和水理性质指标，确定加固材料的最佳配合比，并利用模糊综合评价方法对材料性能进行评价，分析和判别固化材料对坡面冲刷稳定性的改善和提高效果，取得了令人满意的结果。该材料的开发和利用为路基边坡的冲刷防护与加固探索了一条新路，为其进一步的推广应用奠定了基础。