一种加筋土边坡结构及其施工方法与流程

1.本发明属于加筋土边坡技术领域，尤其涉及一种加筋土边坡结构及其施工方法。


背景技术：

2.目前，加筋土边坡是在填方边坡土体中层层铺设土工合成材料（通常为土工格栅）而构成的一种柔性挡土结构，其能够显著提高边坡稳定性并可增加边坡填筑高度和坡度。与传统的抗滑桩、锚索、锚杆和土钉等结构加固边坡工程相比，加筋土边坡具有施工简便、绿色环保、抗震性能好和工程造价低等诸多优点。随着土工合成材料的应用与发展，土工合成材料加筋土边坡被广泛应用于交通、水利和土木建筑等工程领域，其应用前景十分广阔。
3.在实际工程中，一些加筋土边坡通常将土工合成材料末端进行反包以构成柔性防护坡面。然而，土工合成材料经历长时间风吹日晒后而老化，导致其强度显著降低甚至断裂。部分边坡采用土工袋作为柔性防护坡面，但是土工袋在经历风吹日晒后也易老化开裂。加筋土边坡的坡面防护结构破坏后，坡面土体因降雨侵蚀冲刷而被不断剥蚀，受长期降雨作用后坡体形成较大裂缝和冲沟，使得边坡稳定性降低甚至失稳破坏，大大降低了加筋土边坡的使用寿命。此外，在加筋填土区和原状边坡土体之间的交界面处易汇集雨水。当孔隙水大力过大后会导致边坡土体失稳，因此需要采取一定措施防止坡体内地下水的集聚。申请号为202010480777.8的专利公开了一种土工格室加筋路堤生态包边结构及其施工方法，其采用的加筋材料为造价相对较高的土工格室，且该结构中需要预埋排水管以排出土体内的孔隙水，从而导致结构施工工序复杂且建造成本显著增加。
4.通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：现有的加筋土边坡结构易老化，导致其强度显著降低甚至破坏，坡面土体因降雨侵蚀冲刷而被不断剥蚀，使得边坡稳定性降低甚至失稳破坏，从而大大降低了加筋土边坡的使用寿命。而且在加筋填土区和原状边坡土体之间的交界面处易汇集雨水，易导致边坡土体孔隙水压力增大、抗剪强度降低，最终使得边坡整体失稳。
5.现有加筋土边坡技术仍存在一些问题和缺陷，具体如下：1） 老化问题：土工合成材料（如土工格栅和土工袋）在长时间的风吹日晒下容易老化，导致材料的强度显著降低甚至断裂。这会影响到整个加筋土边坡的稳定性和使用寿命。
6.2） 防护结构脆弱：现有的柔性防护坡面（如反包和土工袋）同样容易老化开裂，使得坡面土体在降雨侵蚀冲刷下容易被剥蚀。这会导致边坡稳定性降低，甚至可能出现失稳破坏。
7.3） 裂缝与冲沟问题：长期降雨作用可能导致加筋土边坡形成较大的裂缝和冲沟，进一步削弱边坡的稳定性。
8.4） 地下水问题：加筋填土区和原状边坡土体之间的交界面容易汇集雨水，当孔隙水压力过大时，可能导致边坡土体失稳。现有技术需要采取措施来防止地下水集聚，例如预埋排水管。
9.5） 成本与施工复杂性：部分现有技术采用较高造价的土工格室作为加筋材料，并需要预埋排水管来排除土体内的孔隙水。这导致结构建造成本显著增加，同时施工工序也变得复杂。
10.综上所述，现有的加筋土边坡技术存在材料老化、防护结构脆弱、裂缝与冲沟形成、地下水问题以及成本和施工复杂性等方面的问题和缺陷。这些问题限制了现有技术在实际工程应用中的稳定性、使用寿命和经济性。为了克服这些不足，需要开发新型的加筋土边坡技术，以提高边坡的稳定性、使用寿命和经济性，满足不同工程领域的需求。


技术实现要素：

11.针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种加筋土边坡结构及其施工方法。
12.本发明是这样实现的，一种加筋土边坡结构包括：格栅、纤维加筋土、边坡填土和排水层；所述纤维加筋土均匀填筑于边坡坡面及坡顶，且覆盖在排水层上端；所述格栅层层铺设于边坡填土内，一端埋入排水层内，另一端穿过纤维加筋土，使其内置的排水孔裸露于坡面；所述排水层填筑于加筋边坡的加筋区和原状土体之间，且倾角与后方切坡坡度一致。
13.进一步，所述格栅由土工合成材料制作而成，采用格栅纵肋和格栅横肋组成网格状结构，网格节点上下两侧固定有格栅凸起，格栅纵肋内部设置有排水孔，排水孔一端固定有土工滤网。
14.进一步，所述格栅凸起高度为10~30mm；所述排水孔直径为5~10mm。
15.进一步，所述土工滤网由土工合成材料制作而成，为双层结构，网格尺寸为1mm
×
1mm。
16.进一步，所述纤维加筋土为纤维和黏性土均匀混合压实后的土体，纤维质量占黏性土质量的0.5%~3.5%。
17.进一步，所述纤维为天然纤维或人工合成纤维。
18.进一步，所述填土为砂土、碎石土或黏性土中的任一种或任意两者的组合。
19.进一步，所述碎石土颗粒粒径不大于300mm。
20.进一步，所述排水层由砂、卵石和碎石层层填筑而成，其中砂为粗砂，所述卵石和碎石颗粒大小不一且粒径不超过500mm。
21.本发明的另一目的在于提供一种加筋土边坡结构的施工方法，所述加筋土边坡结构的施工方法包括：步骤一：准备材料和场地；按照工程设计要求准备建造加筋边坡所需的材料，包括格栅、纤维、黏性土、填土和排水层材料；根据边坡设计高度和宽度对场地原有边坡进行切坡，挖除部分原状土体，将边坡修整成所需坡度；步骤二：制备纤维加筋土；按照设计要求，称取一定质量的纤维和黏性土，然后采用搅拌机将两者均匀混合；步骤三：铺设格栅筋材；裁取一定长度和宽度的格栅筋材，然后将其水平铺设在土体表面，并将格栅凸起压入土体中；
步骤四：填筑排水层；将准备好的砂、卵石和碎石材料均匀混合，分层填筑在切坡表面且将格栅末端埋入排水层材料中，然后进行轻微压实；步骤五：填筑和压实填土；将填土分层铺洒在格栅筋材之上，之后采用打夯机对其压密，直至达到设计的筋材层间距和土体密实度；步骤六：建造坡面护坡；将制备好的纤维加筋土分层填筑在填土表面和格栅筋材之上，并采用夯锤进行分层压实，直至达到设计的筋材层间距；步骤七：重复步骤三到步骤六，直至边坡达到设计高度。
22.第一、本发明中边坡坡面的加固采用土工格栅和纤维联合加筋的方式，土工格栅、纤维和土体三者之间的相互作用可大大增加边坡的整体强度和稳定性。
23.本发明中的边坡坡面覆盖有纤维加筋土，使得坡面的抗剪强度和抗侵蚀能力大大增强。
24.本发明中的土工格栅带有排水孔，其具有自排水功能，通过结合边坡内部的排水层，可快速地排除坡体内的孔隙水，增强边坡稳定性。
25.本发明中采用的加筋材料为环保低碳型的土工合成材料，建成后的加筋土边坡对生态环境的影响很小。
26.与现有加筋土边坡结构相比，本发明中的加筋材料由格栅和纤维共同组成，一方面可起到加固边坡土体的作用，大大增加边坡的整体强度和稳定性，另一方面可有效地降低降雨对边坡的侵蚀破坏作用。
27.第二，本发明能充分结合土工合成材料和纤维各自的特点，具有稳定性高、抗侵蚀能力强、易于排水、绿色环保和工程造价低等优点，可应用于道路和场地拓宽、边坡加固、地质灾害治理等领域。
28.第三，作为本发明的权利要求的创造性辅助证据，还体现在以下几个重要方面：（1）本发明的技术方案转化后的预期收益和商业价值为：本发明中的加筋土结构可广泛用于道路和场地拓宽、边坡加固、地质灾害治理等工程领域，通过具有自排水功能的土工格栅、纤维、排水层等多种加固方式可大大提高边坡的稳定性和使用寿命，确保工程的长期安全运营。
29.（2）本发明的技术方案填补了国内外业内技术空白：本发明有效地解决了我国加筋土边坡抗侵蚀能力弱和排水不畅的问题。
附图说明
30.图1是本发明实施例提供的加筋土边坡结构的结构示意图；图2是本发明实施例提供的图1中aa剖面示意图；图3是本发明实施例提供的图2中格栅bb剖面图；图4是本发明实施例提供的图2中格栅cc剖面图；图5是本发明实施例提供的加筋土边坡结构的施工方法流程图；图中：1、格栅；2、坡面；3、纤维加筋土；4、填土；5、原状土；6、排水层；11、格栅纵肋；12、格栅凸起；13、排水孔；14、土工滤网；15、格栅横肋。
实施方式
31.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
32.如图1所示，本发明实施例提供的加筋土边坡结构包括格栅1、纤维加筋土3、填土4和排水层6。
33.所述纤维加筋土3均匀填筑于边坡坡面2及其坡顶，且覆盖排水层6。
34.如图2所示，本发明实施例中的格栅1层层铺设于边坡填土4内，其一端埋入排水层6内，另一端穿过纤维加筋土3，使其内置的排水孔13裸露于坡面2。
35.所述排水层6填筑于加筋边坡的加筋区和其后方原状土5之间，且其倾角与后方切坡坡度一致。
36.如图2至图4所示，所述格栅1由土工合成材料制作而成，平面上为网格状结构，网格节点上下两侧带有格栅凸起12，而且格栅纵肋11内部设置有排水孔13，排水孔13一端带有土工滤网14。
37.所述格栅凸起12高度为10~30mm；所述排水孔13直径为5~10mm；所述土工滤网14由土工合成材料制作而成，为双层结构，网格尺寸为1mm
×
1mm。
38.所述纤维加筋土3为纤维和黏性土均匀混合压实后的土体，其中纤维为天然纤维或人工合成纤维，纤维质量占黏性土质量的0.5%~3.5%。
39.所述填土4为砂土、碎石土或黏性土中的任一种或任意两者的组合，其中碎石土颗粒粒径不大于300mm。
40.所述排水层6由砂、卵石和碎石层层填筑而成，其中砂为干净、级配良好的粗砂，卵石和碎石颗粒大小不一且最大粒径不超过500mm。
41.针对加筋土边坡结构的实施例1：格栅凸起12的高度为10mm，排水孔13的直径为5mm，土工滤网14的网格尺寸为1mm
×
1mm。
42.针对加筋土边坡结构的实施例2：格栅凸起12的高度为15mm，排水孔13的直径为6mm，土工滤网14的网格尺寸为1mm
×
1mm。
43.针对加筋土边坡结构的实施例3：格栅凸起12的高度为20mm，排水孔13的直径为7mm，土工滤网14的网格尺寸为1mm
×
1mm。
44.针对加筋土边坡结构的实施例4：格栅凸起12的高度为25mm，排水孔13的直径为8mm，土工滤网14的网格尺寸为1mm
×
1mm。
45.针对加筋土边坡结构的实施例5：格栅凸起12的高度为30mm，排水孔13的直径为9mm，土工滤网14的网格尺寸为1mm
×
1mm。
46.针对加筋土边坡结构的实施例6：格栅凸起12的高度为30mm，排水孔13的直径为10mm，土工滤网14的网格尺寸为1mm
×
1mm。
47.这种加筋土边坡结构通过结合纤维加筋土、排水层和特殊设计的格栅，提高了边坡的稳定性、排水性能和使用寿命。
48.作为本发明实施例的一个优化方案，具体实现方法如下：1）双层格栅的实现：
选择两种不同强度的土工合成材料，如高密度聚乙烯(hdpe)和聚丙烯(pp)；制作内层格栅时，采用高拉伸强度的土工合成材料，制作外层格栅时，采用高抗老化性能的土工合成材料；将内外层格栅连接在一起，形成双层格栅结构。
49.2）生物降解纤维加筋土的实现：选择具有生物降解性能的纤维，如玉米纤维、麻纤维等；将生物降解纤维与黏性土混合，混合比例可为纤维质量占黏性土质量的0.5%~3.5%；混合均匀后压实，制作成纤维加筋土。
50.3）植被覆盖层的实现：选择适宜的草本植物或灌木植物，如野花、翠崖爬藤等；在纤维加筋土表层铺设一层薄土，厚度可为10~20cm；播种植物种子或直接栽种苗木，进行覆盖；或直接在纤维加筋土中掺入植物种子。
51.4）预制排水槽的实现：选择塑料、陶瓷等材料制成预制排水槽；在排水层的安装过程中，按照设计要求将预制排水槽埋设于合适的位置；预制排水槽之间和排水槽与土工滤网的连接处需采用密封材料进行密封，以防止渗水。
52.5）渗透式填土的实现：选择渗透性较好的填土，如砂土或碎石土；在边坡填土过程中，采用分层压实的方法，使填土达到设计要求的密实度；在填土过程中注意控制填土的含水量，以保证边坡内部均匀的压实度。
53.6）自愈合土工膜的实现：选择具有自愈合性能的土工膜，如弹性水泥基土工膜；在排水层和原状土体之间铺设土工膜；施工过程中注意防止土工膜破损，如需修补，可采用相同材料进行密封修补。
54.通过以上具体实现方法，可以使加筋土边坡结构在保持原有优势的基础上，进一步提高边坡的稳定性、排水性能、植被覆盖效果和环保性能。同时，这些优化措施有助于降低施工难度和成本。
55.作为本发明实施例的一个优化方案，以下是对加筋土边坡结构的细化技术方案：1. 格栅的设计：a. 格栅的材料应该选择高强度、高刚度的材料，并根据实际需要进行优化。
56.b. 格栅的布置应该考虑到土壤的力学特性和坡度的变化，以确保其能够有效地增强土体的抗剪强度和稳定性。一般来说，应该将格栅尽可能垂直于坡面，且距离不能太远，一般不超过1.5m。
57.c. 格栅应该埋入排水层内，且应该有足够的长度埋入土体中，一般不少于1.5m，以确保其能够有效地承载土体的荷载并提供足够的支撑。
58.d. 格栅应该与纤维加筋土相协调，以确保其能够发挥最大的效益。一般来说，格
栅的布置应该与纤维加筋土的施工顺序相对应，先铺设格栅，再施工纤维加筋土。
59.2. 纤维加筋土的设计：a. 纤维加筋土的材料应该选择高强度、高韧性的材料，如聚丙烯纤维、聚酯纤维等，并根据实际需要进行优化。
60.b. 纤维加筋土的配合比应该根据实际需要进行选择和优化，以确保其能够提供足够的强度和韧性，并满足设计要求。
61.c. 纤维加筋土的施工方法和质量控制应该得到充分重视，以确保其能够达到预期的性能和效果。应该采用先预制后压实的施工方法，且应该注意纤维加筋土的压实和质量控制。
62.d. 纤维加筋土应该覆盖在排水层上端，以确保其能够有效地排水，并避免水压对边坡的影响。
63.3. 排水层的设计：a. 排水层的材料应该选择具有良好排水性能和耐久性的材料，如砂砾、碎石等，并根据实际需要进行优化。
64.b. 排水层的布置和设计应该与格栅和纤维加筋土相协调，以确保其能够发挥最大的效益。一般来说，排水层应该与纤维加筋土相连通，以便有效地排水。
65.c. 排水层应该在加筋区和原状土体之间填筑，且倾角应该与后方切坡坡度一致，以确保其能够有效地排水。
66.d. 排水层应该有足够的厚度，一般不少于0.3m，以确保其能够有效地排水，并避免水压对边坡的影响。
67.4. 边坡填土的设计：a. 边坡填土的选择和施工应该考虑到土壤类型、水文条件和设计要求，以确保其能够提供足够的支撑和稳定性。一般来说，填土应该选择摩擦角较大、稳定性较好的土，并应该注意填土的压实和质量控制。
68.b. 边坡填土的厚度应该根据实际需要进行选择和优化，以确保其能够提供足够的支撑和稳定性。
69.5. 施工管理和监测措施：a. 施工管理和监测措施应该得到充分重视，以确保施工质量和结构稳定性。应该采取有效的监测措施，及时发现和处理任何问题，以确保结构的安全和可靠性。
70.b. 监测措施应该包括定期测量和记录边坡的变形、应力和渗流情况，以便及时发现和处理任何问题。
71.c. 施工过程中应该注意安全，采取必要的安全措施，避免发生意外事故。
72.本发明的工作原理是：本发明在使用时，格栅1的网格节点上下两侧带有格栅凸起12，用以增强格栅1的锚固作用，边坡坡面覆盖有纤维加筋土3，使得坡面的抗剪强度和抗侵蚀能力大大增强。边坡坡面的加固采用土工格栅和纤维联合加筋的方式，土工格栅、纤维和土体三者之间的相互作用可大大增加边坡的整体强度和稳定性。加筋材料由格栅和纤维共同组成，一方面可起到加固边坡土体的作用，大大增加边坡的整体强度和稳定性，另一方面可有效地降低降雨对边坡的侵蚀破坏作用。在填土4和原状土5之间设置有排水层，可高效快速地消散边坡内部的孔隙水压力。
73.如图5所示，本发明实施例提供的加筋土边坡结构的施工方法包括：s101：准备材料和场地；按照工程设计要求准备建造加筋边坡所需的材料，其包括格栅、纤维、黏性土、填土和排水层材料；根据边坡设计高度和宽度对场地原有边坡进行切坡，挖除部分原状土，将边坡修整成所需坡度；s102：制备纤维加筋土；按照设计要求，称取一定质量的纤维和黏性土，然后采用搅拌机将两者均匀混合；s103：铺设格栅筋材；裁取一定长度和宽度的格栅筋材，然后将其水平铺设在土体表面，并将格栅凸起压入土体中；s104：填筑排水层；将准备好的砂、卵石和碎石材料均匀混合，分层填筑在切坡表面且将格栅末端埋入排水层材料中，然后进行轻微压实；s105：填筑和压实填土；将填土分层铺洒在格栅筋材之上，之后采用打夯机对其压密，直至达到设计的筋材层间距和土体密实度；s106：建造坡面护坡；将制备好的纤维加筋土分层填筑在填土表面和格栅筋材之上，并采用夯锤进行分层压实，直至达到设计的筋材层间距；s107：重复步骤s103到步骤s106，直至边坡达到设计高度。
实施例
74.一种加筋土边坡，主体结构如图1至4所示，所述加筋土边坡结构包括格栅1、纤维加筋土3、填土4和排水层6；所述纤维加筋土3均匀填筑于边坡坡面2及其坡顶，且覆盖排水层6；所述格栅1层层铺设于边坡填土4内，其一端埋入排水层6内，另一端穿过纤维加筋土3，使其内置的排水孔13裸露于坡面2；所述排水层6填筑于加筋边坡的加筋区和其后方原状土5之间，且其倾角与后方切坡坡度一致。
75.本实施例中格栅1由土工合成材料制作而成，平面上为网格状结构，网格节点上下两侧带有格栅凸起12，而且格栅纵肋11内部设置有排水孔13，排水孔13一端带有土工滤网14。
76.本实施例中格栅凸起12高度为15mm；所述排水孔13直径为6mm；所述土工滤网14由土工合成材料制作而成，为双层结构，网格尺寸为1mm
×
1mm。
77.本实施例中纤维加筋土3为纤维和黏土均匀混合压实后的土体，其中纤维为聚丙烯纤维，纤维质量占黏土质量的1.5%。
78.本实施例中填土4为砂土和碎石土两者混合后的土体，其中碎石土颗粒最大粒径为300mm。
79.本实施例中排水层6由砂、卵石和碎石层层填筑而成，其中砂为干净、级配良好的粗砂，卵石和碎石颗粒大小不一且最大粒径为500mm；排水层6的厚度为400mm。
80.本实施例中加筋土边坡结构的施工方法，依次包括以下步骤：（1）准备材料和场地；按照工程设计要求准备建造加筋边坡所需的材料，其包括格栅1、纤维、黏性土、填土4和排水层6材料；根据边坡设计高度5m和宽度8m对场地原有边坡进行切坡，挖除部分原状土5，将边坡修整成所需坡度45
°
；（2）制备纤维加筋土3；按照设计要求，称取一定质量的纤维和黏性土，然后采用搅拌机将两者均匀混合；
（3）铺设格栅1筋材；裁取长度8m和宽度6m的格栅1筋材，然后将其水平铺设在土体表面，并将格栅凸起12压入土体中；（4）填筑排水层6；将准备好的砂、卵石和碎石材料均匀混合，分层填筑在切坡表面且将格栅1末端埋入排水层6材料中200mm，然后进行轻微压实；（5）填筑和压实填土4；将填土4分层铺洒在格栅1筋材之上，之后采用打夯机对其压密，直至达到设计的筋材层间距0.5m和土体密实度80%；（6）建造坡面护坡；将制备好的纤维加筋土3分层填筑在填土4表面和格栅1筋材之上，并采用夯锤进行分层压实，直至达到设计的筋材层间距0.5m；（7）重复步骤（3）到步骤（6），直至边坡达到设计高度4m。
实施例
81.一种加筋土边坡，主体结构如图1至4所示，所述加筋土边坡结构包括格栅1、纤维加筋土3、填土4和排水层6；所述纤维加筋土3均匀填筑于边坡坡面2及其坡顶，且覆盖排水层6；所述格栅1层层铺设于边坡填土4内，其一端埋入排水层6内，另一端穿过纤维加筋土3，使其内置的排水孔13裸露于坡面2；所述排水层6填筑于加筋边坡的加筋区和其后方原状土5之间，且其倾角与后方切坡坡度一致。
82.本实施例中格栅1由土工合成材料制作而成，平面上为网格状结构，网格节点上下两侧带有格栅凸起12，而且格栅纵肋11内部设置有排水孔13，排水孔13一端带有土工滤网14。
83.本实施例中格栅凸起12高度为30mm；所述排水孔13直径为10mm；所述土工滤网14由土工合成材料制作而成，为双层结构，网格尺寸为1mm
×
1mm。
84.本实施例中纤维加筋土3为纤维和黏土均匀混合压实后的土体，其中纤维为聚丙烯纤维，纤维质量占黄土质量的1.0%。
85.本实施例中填土4为黄土。
86.本实施例中排水层6由砂、卵石和碎石层层填筑而成，其中砂为干净、级配良好的粗砂，卵石和碎石颗粒大小不一且最大粒径为400mm；排水层6的厚度为500mm。
87.本实施例中加筋土边坡结构的施工方法，依次包括以下步骤：（1）准备材料和场地；按照工程设计要求准备建造加筋边坡所需的材料，其包括格栅1、纤维、黏性土、填土4和排水层6材料；根据边坡设计高度4m和宽度8m对场地原有边坡进行切坡，挖除部分原状土5，将边坡修整成所需坡度35
°
；（2）制备纤维加筋土3；按照设计要求，称取一定质量的纤维和黏性土，然后采用搅拌机将两者均匀混合；（3）铺设格栅1筋材；裁取长度8m和宽度5m的格栅1筋材，然后将其水平铺设在土体表面，并将格栅凸起12压入土体中；（4）填筑排水层6；将准备好的砂、卵石和碎石材料均匀混合，分层填筑在切坡表面且将格栅1末端埋入排水层6材料中250mm，然后进行轻微压实；（5）填筑和压实填土4；将填土4分层铺洒在格栅1筋材之上，之后采用打夯机对其压密，直至达到设计的筋材层间距0.35m和土体密实度65%；（6）建造坡面护坡；将制备好的纤维加筋土3分层填筑在填土4表面和格栅1筋材之
上，并采用夯锤进行分层压实，直至达到设计的筋材层间距0.35m；（7）重复步骤（3）到步骤（6），直至边坡达到设计高度4m。
88.本发明实施例提供的加筋土边坡结构可应用于公路、铁路路基、边坡、挡土墙工程等多种场景使用。
89.在黄土地区，公路、铁路路基穿越黄土冲沟时常修建路堤边坡，此外由于黄土高原部分地区平山造城、填沟造地等工程的开展，该地区存在大量的邻近冲沟的高填方边坡。当冲沟较深时，需要对边坡进行加筋以提高其稳定性，而黄土是一种特殊土，其易受雨水冲刷而产生结构性破坏，因此需要将黄土与纤维进行混合以提高黄土的抗侵蚀能力。本发明为黄土地区填方边坡工程的设计和实施提供了很好的解决方案。
90.为验证本发明的优势和实际效果，开展了降雨和加载联合作用下加筋边坡缩尺模型试验，试验中共设计了四组模型试验，分别为不加筋素土边坡、仅格栅加筋边坡、仅纤维加筋边坡以及格栅和纤维联合加筋边坡。通过对不同边坡模型施加降雨和荷载来监测边坡的变形和破坏过程，试验结果发现与不加筋边坡相比，不论格栅加筋还是纤维加筋均可提高边坡的稳定性，其中效果最好的是格栅和纤维联合加筋的方式。与仅格栅或仅纤维加筋情况相比，这种加筋支护方式不仅可大大提高边坡承载力还可增强边坡的抗侵蚀能力。
91.在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”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”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
92.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种加筋土边坡结构，其特征在于，所述加筋土边坡结构包括：格栅、纤维加筋土、填土和排水层；所述纤维加筋土均匀填筑于边坡坡面及坡顶，且覆盖在排水层上端；所述格栅层层铺设于边坡填土内，一端埋入排水层内，另一端穿过纤维加筋土，使其内置的排水孔裸露于坡面；所述排水层填筑于加筋边坡的加筋区和原状土体之间，且倾角与后方原状土体切坡坡度一致。2.如权利要求1所述的加筋土边坡结构，其特征在于，还包括：双层格栅：为提高加筋土边坡的稳定性，可以采用两种不同强度的土工合成材料制成双层格栅；内层格栅具有较高的拉伸强度，用于提供主要的抗剪能力；外层格栅具有较高的抗老化性能，以延长使用寿命；生物降解纤维：在纤维加筋土中，使用具有生物降解性能的纤维；植被覆盖层：在纤维加筋土的表层设置一层植被覆盖层，种植适宜的草本植物或灌木植物；植被覆盖层可以防止土壤侵蚀，增加边坡的稳定性，同时提高景观效果；预制排水槽：在排水层中加入预制排水槽，以提高排水效果；预制排水槽采用塑料、陶瓷材料制成；渗透式填土：采用渗透性较好的填土，以提高边坡内部的排水能力，降低孔隙水压力；自愈合土工膜：在排水层和原状土体之间设置一层具有自愈合性能的土工膜；当土工膜出现微小破损时，自愈合材料可以填补破损部位，保持排水层的排水效果。3.如权利要求1所述的加筋土边坡结构，其特征在于，所述格栅由土工合成材料制作而成，采用格栅纵肋和格栅横肋组成网格状结构，网格节点上下两侧固定有格栅凸起，格栅纵肋内部设置有排水孔，排水孔一端固定有土工滤网；所述格栅凸起高度为10~30mm；所述排水孔直径为5~10mm。4.如权利要求3所述的加筋土边坡结构，其特征在于，所述土工滤网由土工合成材料制作而成，为双层结构，网格尺寸为1mm
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1mm。5.如权利要求1所述的加筋土边坡结构，其特征在于，所述纤维加筋土为纤维和黏性土均匀混合压实后的土体，纤维质量占黏性土质量的0.5%~3.5%。6.如权利要求5所述的加筋土边坡结构，其特征在于，所述纤维为天然纤维或人工合成纤维。7.如权利要求1所述的加筋土边坡结构，其特征在于，所述填土为砂土、碎石土、黏性土或其他特殊土中的任一种或任意两者的组合。8.如权利要求7所述的加筋土边坡结构，其特征在于，所述碎石土颗粒粒径不大于300mm。9.如权利要求1所述的加筋土边坡结构，其特征在于，所述排水层由砂、卵石和碎石层层填筑而成，其中砂为粗砂，所述卵石和碎石颗粒大小不一且粒径不超过500mm。10.一种用于实施权利要求1~9任意一项所述的加筋土边坡结构的施工方法，其特征在于，所述加筋土边坡结构的施工方法包括：步骤一：准备材料和场地：按照工程设计要求准备建造加筋边坡所需的材料，包括格栅、纤维、黏性土、填土和排水层材料；根据边坡设计高度和宽度对场地原有边坡进行切坡，
挖除部分原状土体，将边坡修整成所需坡度；步骤二：制备纤维加筋土：按照设计要求，称取一定质量的纤维和黏性土，然后采用搅拌机将两者均匀混合；步骤三：铺设格栅筋材：裁取一定长度和宽度的格栅筋材，然后将其水平铺设在土体表面，并将格栅凸起压入土体中；步骤四：填筑排水层：将准备好的砂、卵石和碎石材料均匀混合，分层填筑在切坡表面且将格栅末端埋入排水层材料中，然后进行轻微压实；步骤五：填筑和压实填土：将填土分层铺洒在格栅筋材之上，之后采用打夯机对其压密，直至达到设计的筋材层间距和土体密实度；步骤六：建造坡面护坡：将制备好的纤维加筋土分层填筑在填土表面和格栅筋材之上，并采用夯锤进行分层压实，直至达到设计的筋材层间距；步骤七：重复步骤三到步骤六，直至边坡达到设计高度。

技术总结
本发明属于加筋土边坡技术领域，公开了一种加筋土边坡结构及其施工方法，该结构包括格栅、纤维加筋土、填土和排水层；纤维加筋土均匀填筑于边坡坡面及坡顶，且覆盖在排水层上端；格栅层层铺设于边坡填土内，一端埋入排水层内，另一端穿过纤维加筋土，使其内置的排水孔裸露于坡面；排水层填筑于加筋边坡的加筋区和原状土体之间，且倾角与后方原状土体切坡坡度一致。本发明中的加筋材料由格栅和纤维共同组成，一方面可起到加固边坡土体的作用，大大增加边坡的整体强度和稳定性，另一方面可有效地降低降雨对边坡的侵蚀破坏作用。此外，本发明具有自排水功能的格栅，且在填土和原状土之间设置有排水层，可高效快速地消散边坡内部的孔隙水压力。隙水压力。隙水压力。


技术研发人员：郭小鹏 贾俊 刘港 洪勃 孟晓捷 高波 薛强
受保护的技术使用者：中国地质调查局西安地质调查中心（西北地质科技创新中心）
技术研发日：2023.07.17
技术公布日：2023/10/11