[发明专利]用于提高软黏土堆体稳定性的排水-加筋结构及施工方法

权利要求书

1.一种用于提高软黏土堆体稳定性的排水-加筋结构，其特征在于，所述排水-加筋结构与软黏土堆体的软黏土层(1)依次堆叠，且顺坡向与软黏土层(1)所在的水平面间设有倾角；所述排水-加筋结构包括排水层和抗拉透水层，抗拉透水层设置在排水层内，且排水层的一侧设有排水沟(6)；

所述排水层包括上细粒土层(2-1)、粗粒土层(4)和下细粒土层(2-2)，上细粒土层(2-1)与上部的软黏土层(1)相接触，下细粒土层(2-2)与下部的软黏土层(1)相接触；所述抗拉透水层包括上加筋层(3-1)和下加筋层(3-2)，上加筋层(3-1)设置在上细粒土层(2-1)和粗粒土层(4)之间，粗粒土层(4)设置在上加筋层(3-1)和下加筋层(3-2)之间，下加筋层(3-2)设置在粗粒土层(4)和下细粒土层(2-2)之间；所述排水沟(6)位于下细粒土层(2-2)的一侧，且排水沟(6)与下细粒土层(2-2)相连通。

2.根据权利要求1所述的用于提高软黏土堆体稳定性的排水-加筋结构，其特征在于，所述上细粒土层(2-1)和下细粒土层(2-2)均采用细砂或粉土填料填充而成，所述粗粒土层(4)采用中-粗砂或细-中砾填料填充而成。

3.根据权利要求1所述的用于提高软黏土堆体稳定性的排水-加筋结构，其特征在于，所述上加筋层(3-1)和下加筋层(3-2)均采用具有抗拉性能和透水性能的土工格栅或土工格室材料制成。

4.根据权利要求1所述的用于提高软黏土堆体稳定性的排水-加筋结构，其特征在于，所述上细粒土层(2-1)和下细粒土层(2-2)的厚度的计算公式均为：

式中，hfl表示上细粒土层(2-1)和下细粒土层(2-2)的厚度，dsi表示软黏土堆体中第i层排水-加筋结构中剪切带的厚度。

5.根据权利要求4所述的用于提高软黏土堆体稳定性的排水-加筋结构，其特征在于，所述第i层排水-加筋结构中剪切带的厚度dsi根据筋材拉拔过程筋土界面剪应力分布曲线中剪应力不小于峰值界面剪应力5％的区间进行确定，所述筋土界面剪应力分布曲线的公式为：

式中，τ表示筋土界面剪应力；p表示排水-加筋结构的上覆荷载；z表示计算点距上加筋层(3-1)或下加筋层(3-2)的距离，向上为正值，向下为负值。

6.根据权利要求1所述的用于提高软黏土堆体稳定性的排水-加筋结构，其特征在于，所述粗粒土层(4)厚度的计算公式如下：

式中，hci表示第i层排水-加筋结构中粗粒土层(4)的厚度，k表示软黏土竖向渗透系数，B表示粗粒土层(4)的宽度，L表示粗粒土层(4)的长度，kc表示粗粒土层(4)填料的横向渗透系数。

7.根据权利要求1所述的用于提高软黏土堆体稳定性的排水-加筋结构，其特征在于，所述倾角的计算公式如下：

式中，Si表示软黏土堆体中第i层排水-加筋结构之下土层的沉降量，li表示第i层排水-加筋结构与软黏土堆体的坡面交点处至坡顶平台的水平距离，γ表示软黏土层(1)的重度，q表示软黏土堆体的坡顶平台的外加荷载，Es表示软黏土压缩模量，α表示软黏土堆体整体坡度，θi表示第i层排水-加筋结构的倾角，n表示软黏土堆体中排水-加筋结构的层数，Hi表示第i层软黏土层(1)的厚度。