DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 2. 教学目的 通信工程本科培养的是具备通信与信息系统、通信网和信息理论与编码等方面的知识，能在通信与信息领域从事设计、调测、科研和管理工作的应用型高级技术人才 [ 7 ] 。这就要求学生具有从事现代通信系统和网络的设计、开发及相应的工程组织和管理的能力。因此，开设通信工程的院校不仅要向学生传授通信系统和通信网方面的基础理论、组成原理和设计方法，使其受到通信系统建模、组网、工程设计、测试技能和科学研究的基本训练，还要注重培养学生科研能力 [ 7 ] 。在通信技术飞速发展的今天，学习和掌握移动通信的基本理论是进一步把握国内外无线通信领域研究动态的基础。对于通信专业的学生而言，其学习移动通信的主要目的并不是研究基于新的编码、交织、调制、复用的传输方法和提出新的译码和检测算法，而是能够使学生在掌握现代移动通信基本原理和典型系统特征的基础上，初步具备无线网络规划优化、基站构建、测试和维护；进而，组建小型无线网络的能力。为此，移动通信的教学目的就是让学生对移动通信有较为详细、全面的了解，为将来从事移动通信工程技术工作奠定理论基础。
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user: 3. 面向 5G 精选主要参考教材 移动通信是通信工程专业本科生的一门必修的专业课，系统地阐述了蜂窝网通信的基本原理、关键技术和典型的蜂窝网通信系统，较充分地反映了当代蜂窝网通信的现状和发展趋向。 选择西安电子科技大学出版社出版的《移动通信(第四版)》(李建东，郭梯云，邬国扬编著) [ 6 ] 和人民邮电出版社出版的《4G移动通信技术权威指南LTE与LTE-Advanced(第2版)》([瑞典] Erik Dahlman，Stefan Parkvall，Johan Sköld (著)。朱敏，堵久辉，缪庆育，佘锋(译)) [ 4 ] 作为教材。这两本书中，前者注重概念，采用通俗的文字和图例阐述了基本概念、基本理论及实现原理 [ 6 ] ；后者基于LTE规范及相应的协议结构详细描述了 4G 和后 4G 中引入的新技术 [ 4 ] ，适合于选作我校通信专业学生的教材。
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user: 4. 移动通信网架构原理与LTE规范新技术模块想结合的面向 5G 的 课程体系 本课程总学时为48。显然，移动通信所包含的面很广，有限的课时不可能一一涉猎，所以笔者略去已经或即将逐步为新一代通信系统所取代的频分多址(FDMA)模拟蜂窝网和时分多址(TDMA)数字蜂窝网等内容。 针对本课程工程实践强，以多址接入方式、调制/解调、新型编码和信号处理技术等知识点贯穿全书的特点，为了有利于各课程间内容的衔接，也便于学生理解和掌握，形成了小区制大容量移动通信网的架构方案和工作原理与LTE规范为纽带的面向 5G 的新知识点模块相结合的课程体系。 4.1. 移动通信网的架构和典型系统工作原理 以课程目标之一——IS-95 CDMA蜂窝系统、cdma2000系统、WCDMA系统、TD-SCDMA系统等模块为主线，构建图1所示的基于组网技术、抗衰落技术 [ 8 ] [ 9 ] 、调制解调等架构的小区制大容量移动通信网通信系统，便于学生理解借助基站和移动交换中心，通过控制和交换实现的位置更新、呼叫接续、越区切换及漫游服务等功能，并籍此分析信息传播涉及的调制解调、移动信道的特征、无线电波传播特性，便于学生由点而面地从全局上把握本课程中有关移动通信网的架构方案和典型系统工作原理。 4.2. 基于LTE规范的新技术模块 以课程目标之二——基于LTE的3GPP规范 [ 4 ] 演进为主题，以移动通信的未来发展为出发点，以相应的LTE及其标准化与LTE-Advanced的驱动力、OFDM传输 [ 4 ] [ 10 ] 、多天线技术 [ 10 ] 、多点协作和传输、频谱为纽带串联面向 5G 的移动通信的核心技术，形成如图2所示的基于LTE规范的新技术知识点模块，从而能言简意赅、通俗易懂的面向学生讲授适与现代信号处理技术同步演进的移动通信的新技术。
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user: 5. 融和创客理念的多媒体和板书教学模式初探 创客原意是指把具备相当的技术挑战的创意转变为现实的人需要具备一定的知识含量和创新、实践、共享、交流的意识 [ 11 ] 。 创客教育是创客文化与教育的结合，基于学生兴趣，以项目学习的方式，使用数字化工具，倡导造物，鼓励分享，培养跨学科解决问题能力、团队协作能力和创新能力的一种素质教育 [ 11 ] 。显然，它并非只是整个教育领域的一个分支，只是专门用于培养创客人才的渠道，从本质来看，它代表的可能是一种属于未来的教育的新模式 [ 12 ] 。 移动通信是一门基于协议、理论性不强、内容比较分散的课程。为了有利于课程各部分内容的衔接，也便于学生理解和掌握，笔者在授课中将创客理念融入多媒体和板书中，以突破现有教学诸多弊端，形成赋予创客教育的四大特征 [ 12 ] 的新的教学模式： 1) 回归自然性学习：将课程知识点演进与的信息技术发展的轶事相关联，提供一种“玩学结合”的学习体验；以板书为关键词承接多媒体课件中每堂课的内容，而这个内容主题就相当于一个现实的问题。进而，将授课当作解决这个现实问题的导向式教育。这样，学生在听课过程中就能激情满满地去寻找问题、发现问题，在寻求创意的解决方法中理解课堂知识，不断提升自己的创新技能。 2) 开启跨界式学习：在传统教学模式下，随年龄的增长，学生的好奇心会不断消磨，其选择的学习范围也会越来越小。为此，以启发式和关联式提问点燃听课学生对不同领域的交叉学科多学习、多尝试 的好奇心，使他们如同感受周围事物和事件那样汲取课程信息。 3) 学习工具的从属属性：在设定本课程的教学目标时，我们并没有完全根据移动通信系统的演进而大幅变更学习内容和学习方式。因为，在教学领域中，移动通信系统只是一种教学工具，本课程需要做到的是如何用它们去辅助学生，而不是被它们主宰。 4) 学习与现实对接：授课时，基于图1~图2，以通信系统的信息传输和估计为序，按递进的方式设计课程学习任务。这既有利于提升学生注意力和理解力，也有助于学生在潜移默化地统领每个章节的核心思想的同时，归纳出整个课程的总体框架，从而能将书由厚读到薄，并将所学内容与现实通信系统更好地对接。
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user: 6. 结束语 移动通信技术发展迅速，通信系统每隔几年就要更新，移动通信课程无法涵盖这门学科的所有内容。经过一学期的教学实践，新的课程体系已初见成效。因此，在今后的教学过程中，在时间允许的情况下，我们还将进一步引入微课、慕课和翻转课堂等全新理念和模式，逐步完善从传统的以教室、教材、教师为中心的教学模式到以学生、问题、活动为中心；以培养创新型人才为目的的新的教育模式的演进，让学生做到融会贯通、学有所用以适应信息技术的快速发展。
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user: 摘 要 目的：设计春玉米保水型缓释玉米专用肥料研发，研究不同缓释肥用量水平下玉米的综合农艺性状、施肥料效率和经济效益，为玉米生产提供科学合理的施肥依据。方法：研讨确定保水型缓释玉米专用肥料的工艺配方，有机肥包裹无机肥、添加缓释剂和保水剂等材料，对辊造粒机制造缓释肥料；以氮素养分为指标，用25℃水溶液溶出率法测定氮素累计释放率；用肥料氮、磷、钾养分测定标准检测养分含量。采用田间小区试验，以玉米新品种“金凯8号”为材料，设5个处理，分别为：缓释专用肥0 kg/hm 2 (对照，CK)、缓释专用肥900 kg/hm 2 (ZF1)、缓释专用肥1200 kg/hm 2 (ZF2)和缓释专用肥1500 kg/hm 2 (ZF3)、不施肥(CK)、最佳施肥参数组合(OPT)即(N 270 kg/hm 2 + P 2 O 5 120 kg/hm 2 + K 2 O 45 kg/hm 2 )，研究缓释肥不同施肥处理对玉米产量及其构成因素、肥料利用效率及经济效益的影响；研究不同粒径缓释肥料对玉米施肥效应的影响。结果：研发出了保水型缓释玉米专用肥料，经肥料缓释性和养分测定符合相关标准；缓释肥大粒径颗粒肥料相对于小粒径增产10.3%。总结提出了该区合理的施肥量范围为900.0~1355.0 kg/hm 2 ，最高产量施肥量为1355.0 kg/hm 2 ，与OPT处理的氮素和总养分量分别减量11.7%和19.0%，即缓释肥用量900.0 kg/hm 2 时，玉米产量、氮素农学利用率、农学效率、肥料偏生产力及施肥效益，分别提高了−0.7%、3.8%、1.5kg/kg、8.4 kg/kg和85.7元/hm 2 。结论：研发出保水型缓释玉米专用肥料，选择出适宜的肥料粒径为4~6 mm；综合产量、生长、养分利用效率和施肥效益等方面考虑，缓释肥用量900.0 kg/hm 2 是该地区玉米合理施肥、区域农业面源污染防控和简化栽培的最佳经济用量。 关键词 :玉米，保水型缓释肥，专用肥研制，施肥效应 Copyright © 2018 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 我国是世界玉米生产大国，占世界总面积的17.2% [ 1 ] 。随着人口的增长、生活水平的提高及耕地面积的减少，玉米在我国粮食安全中的地位变得更加重要。现代农业以化肥为肥料主体，尤其是发达国家 [ 2 ] ，施肥已经成为我国农业生产不可或缺的技术措施之一，对作物生产的贡献率超过一半 [ 3 ] 。我国肥料利用率一直比较低，如氮肥当季作物的利用率30%~35%，比发达国家低近20个百分点 [ 4 ] [ 5 ] ，磷肥为10%~25%，钾肥为50%左右 [ 6 ] ，施肥不科学，施肥方法不当，造成肥料利用率低，同时土壤质量呈下降趋势，产生面源污染和地下水污染 [ 7 ] 。虽然在提高化肥利用率方面取得了一些成果，但从施肥量增长幅度与粮食增产率相关性分析，肥料利用率仍然偏低，如何提高肥料利用率，实现根层养分供应与高产作物需求在数量上匹配、时间上同步、空间上一致，同时提高作物产量和养分利用效率，协调作物高产与环境保护是农业资源与环境科学工作者的奋斗目标 [ 8 ] [ 9 ] 。改革开放以来，随着我国人民生活质量的提高，传统提高肥料利用率的实用技术，因农户种植规范较小，田间作业劳动量大，工序繁杂，加之农村劳动力大量转移，技术落实率逐年下降，种植效益逐年下降，是造成肥料利用率不高的主要原因。因此，发展高浓度、专用、长效、复混肥是国际化肥研究与应用的主要趋势，也是我国肥料发展的必然趋势 [ 10 ] [ 11 ] 。 缓释肥料可以避免土壤中肥料养分集中过量释放，协调土壤养分供应与植物养分吸收之间的矛盾，从而提高养分利用率和减少对环境的危害，成为肥料发展的新方向。目前，国内的控/缓释肥料多以脲甲醛、异丁叉二脲(IBDU)以及其他尿素—醛类化合物和磷酸铵镁等为控释材料，研发出各类缓释专用肥料，并取得显著的社会经济生态效益 [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 12 ] ，而保水型缓释玉米专用肥料研制及施肥效应研究，多集中在理论上研发阶段，田间试验研究鲜有报道。临夏川塬灌区是甘肃省重要的春玉米生产适宜区域和主产区，调查发现：目前该区农民在春玉米习惯施肥仍以磷酸二铵配施尿素为主，部分农民用通用型复合肥和复混肥料，极少数人用玉米专用肥，且农肥施肥量逐年降低，化肥的施用量逐年增加，但产量增幅不明显。临夏玉米种植区虽属川塬灌区，但因灌溉水量有限，玉米生长期阶段发生水分胁迫现象，年季间产量变幅较大。因此针对临夏川塬灌区进行春玉米缓释专用肥的开发和研究有很重要的现实意义。本研究采用牲畜粪便高温发酵生产有机肥，应用“有机肥包裹无机肥”原理，按农艺优化配方，将有机肥、优质化肥、农用保水剂与包膜材料，按其比例、粒径、交联等调控技术手段，转化为工艺配方，生产出了保水型缓释玉米专用肥料并施肥效应试验，研究不同施肥量对春玉米产量、养分利用效率和肥料效益的影响，为西北高原川塬灌区农业生产中春玉米专用肥的开发和施肥的改进提供科学支撑。
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user: 2. 试验材料与方法 2.1. 供试材料 保水型缓释玉米专用肥料研制原料选用有机肥(有机质46.8%、N 2.2%、P 2 O 5 1.9%、K 2 O 1.7%)、尿素(N 46%)、磷酸一铵(N 11%，P 2 O 5 45%)、硫酸钾(K 2 O 50%)，黏合剂为膨润土，包衣剂为海藻酸钠，添加了农用保水剂和交联试剂，并添加少量的硫酸锌。 田间试验供试肥料品种为磷酸二铵(N 18%，P 2 O 5 46%)，尿素(N 46%)，硫酸钾(K 2 O 50%)，研制的保水型缓释玉米专用肥料(N 26.5%，P 2 O 5 8.8%，K 2 O 4.1%，有机质15.6%)。玉米品种为金凯8号，甘肃金源种业股份有限公司选育，并通过省级审定的玉米新品种，属晚熟品种，适宜于甘肃省河西及中东部地区推广种植。 2.2. 试验设计 试验于2016年在临夏州农科院试验现代农业试验站内进行，试验地地势平坦，自流灌溉，海拔2035米，年均降雨量450 mm，年平均气温7℃，全年无霜期155 d。土壤类型为塬地黄麻土，质地中壤，地力中等水平，耕层(0~20 cm)养分含量分别有机质16.3 g∙kg −1 ，全氮1.08 g∙kg −1 ，碱解氮72.0 mg·kg −1 ，全磷0.73 g∙kg −1 ，速效磷33.7 mg∙kg −1 ，全钾1.01 g∙kg −1 ，速效钾89.0 mg∙kg −1 ，pH 8.2。 保水型缓释玉米专用肥料研制基地位于甘肃省临夏县河西乡的甘肃田野有机生态肥料科技开发有限公司内进行，公司拥有研制缓释肥料的成套机械设备及生产原料。 主试验为施肥效应试验：设5个处理，分别为：①不施肥(CK)；②配方施肥(OPT)；③缓释专用肥900 kg/hm 2 (ZF1)、④缓释专用肥1200 kg/hm 2 (ZF2)、⑤缓释专用肥1500 kg/hm 2 (ZF3)，试验小区面积为37.4 m 2 ，每个处理设3次重复，共15个小区，采用随机区组排列设计。OPT处理按当地玉米平衡施肥最佳参数设置 [ 13 ] (N 270 kg/hm 2 + P 2 O 5 120 kg/hm 2 + K 2 O 45 kg/hm 2 )。氮肥40%玉米拔节追施，磷、钾肥全部用作基肥；缓释肥料全部用作基肥一次性施完。 副试验为不同粒径施肥效应试验：在专用肥料原材料、配方、工艺流程、等相同的条件下，设肥料粒径为4~6 mm (ZFD)和2~4 mm (ZFX) 2个处理，采用对比排列设计，每个处理设3次重复，小区面积为22 m 2 ，共6个小区，施肥量1200 kg/hm 2 ，专用肥料作基肥一次性施完。 主副试验圴于4月16日采用全膜双垄沟播技术覆膜，每垄覆膜的幅宽110 cm，其中大垄幅宽70 cm，垄高10 cm，小垄幅40 cm，垄高15 cm； 4 月 18 日 人工穴播点种，株距27.5 cm，保苗66，000株/hm 2 ，10月2~9日成熟， 10 月 10 日 收获，其余栽培管理同当地大田生产。 2.3. 样品采集与分析 玉米生长指标测定：株高 自地表至雄穗顶端的高度，以cm表示；茎粗测量地上第三节间中部茎的直径，以cm表示；穗长 由穗基部至穗顶(包括秃尖)的平均长度，以cm表示；穗粗 测量已测穗长的果穗中部直径，以cm表示；百粒质量(g)：100粒种子的质量，重复测定3次。 植株全氮、磷、钾测定：玉米成熟期，每个小区取代表性植株3株，按不同器官(茎鞘、叶片、籽粒和穗轴)分开，于105℃杀青30 min，80℃烘干至恒重后测定干物重，磨碎样品用浓H 2 S0 4 -H 2 O 2 消煮，全氮用开氏定氮蒸馏法，磷用钒铝黄比色法，钾用火焰光度法 [ 14 ] 。 肥料氮、磷、钾养分测定：用GB/T 17767.1-2008标准测定总氮含量；GB/T 8573-2010标准测定有效磷含量；GB/T 17767.1-2008标准测定总钾含量。 专用肥料缓释性测定：用缓释肥料(GB/T 23348-2009)标准测定，其核心指标上是缓释肥料在温度25℃浸泡24 h初期释放率小于15%，28 d累计养分释放率小于80%，在标明的养分释放期内累积释放率大于80%日期。 氮肥农学利用率(%) = (施氮区作物产量 − 不施氮区作物产量) ÷ 氮肥用量 × 100； 氮肥农学效率(kg/kg) = (施肥区经济产量 − 对照区经济产量) ÷ 氮肥用量； 肥料偏生产力(kg/kg) = 施肥区作物经济产量 ÷ 施肥量； 肥料贡献率(%) = (施肥区经济产量 − 对照区经济产量) ÷ 施肥区经济产量 × 100； 施肥效益(元/hm 2 ) = (施肥区产量 − 对照区产量) × 玉米籽价格 − 肥料用量 × 肥料价格 [ 15 ] 。 2.4. 数据分析 应用Microsoft Excel 2007和SPSS19.0统计软件进行统计分析。
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user: 4. 结果与讨论 缓释肥(Slow release fertilizers，SRFs)又称长效肥，通过在普通肥料表面包裹一层特殊的材质，达到降低养分释放速率的效果，使得养分能够满足农作物在生长期的需求 [ 16 ] 。缓释控释肥既可以减少化肥的使用量，又可以提高其利用率，因此受到世界学者的广泛研究和关注 [ 17 ] 。我国在缓释肥料研究取得了显著的进展，张木 [ 18 ] 等研发出60天释放期缓释尿素可实现早稻和晚稻的一次性基施，产量显著高于传统施肥；陈序根 [ 19 ] 等自制的脲酶硝化双抑制剂缓释肥，显著提高了番茄果实干物质量和NPK养分利用率；兰州大学柳明珠等 [ 20 ] 将尿素、磷酸二氢钾和焦磷酸铜钾包埋于交联的海藻酸钠中，以此作为肥料内核，保水剂海藻酸钠-g-聚丙烯酸作为肥料颗粒包膜材料，制备了一种具有保水功能的多元缓释肥料。缓释肥料因肥料养分配式、选用原料种类及品种、包膜材料等不同，其缓释效果及施肥效应各异，就包膜材料而言，从无机和有机两大方面可分为无机包膜材料、有机高分子包膜材料和生物降解包膜材料，不同的包膜材料对肥料缓释效果、土壤环境残留、生产成本等问题影响较大。本文应用有机肥包裹无机肥的基础上，选用生物降解性较强的海藻酸钠作为包膜材料，通过物理交联将肥料中的营养转为水凝胶，再添加农用保水剂，通过水肥耦合有望实现保水保肥的目标 [ 21 ] 。针对该肥料进行缓释测定时发现，氮素养分 Table 4 Effects of different fertilization treatments on nutrient use efficienc 处理 Treatment 氮素农学利用率(%) Nitrogen use efficiency (%) 氮素农学效(kg/kg) Nitrogen fertilizer efficiency (kg/kg) 肥料偏生产(kg/kg) Fertilizer production (kg/kg) 肥料贡献率(%) Fertilizer contribution rate (%) OPT 37.8 14.7 38.1 24.0 ZF1 41.6 16.2 46.5 23.4 ZF2 32.9 12.8 35.3 24.4 ZF3 28.1 10.9 28.7 25.7 表4. 不同施肥处理对养分利用效率的影响 Table 5 Effects of different sizes of fertilizers on maize fertilizatio 处理 Treatment 株高 Plant height (cm) 茎粗(cm) Stems thick 穗粗(cm) Spike diameter 穗行数 (行/穗) Number of rows of ear (Line/ear) 行粒数 (粒/行) Row grain number (grain/row) 穗粒数 (粒/穗) Grains per spike (grain/spike) 百粒重(g) 100 grain weight 产量(kg/hm 2 ) Yield ZFD 341.2 2.7 5.2 17.3 39.4 680.3 38.4 17197.1 a ZFX 336.7 2.7 5.3 17.5 37.4 655.2 37.1 15591.0 a 表5. 不同粒径肥料对玉米施肥效应的影响 累计释放率对应玉米生长拔节期(45 d)、抽雄期(90 d)、灌浆期(120 d)和收获期(180 d)时分别为54.18%、76.95%、83.83%和91.51%，说明玉米生长前期(拔节期以前)释放较快，中、后期释放较慢，未能达到按比例分配作物不同生长时期所需营养的用量 [ 22 ] ，肥料的缓/控性及工艺流程尚需进一步优化研究。 张勇等 [ 23 ] 开展了不同包膜形式的缓控释肥与普通复合肥对夏玉米生长指标及产量指标的影响研究结果表明，缓控释肥较普通复合肥对夏玉米生长效果更好，全降解缓释肥(26-8-8)复合肥料增产效果最明显，较普通复合肥处理产量提高了14.18%。己有研究表明，缓释肥能显著改善作物的生长环境，促进苗期作物健壮生长发育，能满足玉米整个生育时期的养分要求，缓释肥料较等养分量的常规施肥增产5.1%~19.6%，提高化肥当季利用率3.5%~19.1%，还可以提高玉米子粒品质和施肥效益，但对玉米产量构成因素的影响间无显著性差异 [ 24 ] [ 25 ] [ 26 ] 。本研究结果与已有报道基本相同，只是缓释肥料在玉米前期反应较为明显；缓释肥料用量的增产幅度和肥料利用率与当地最佳施肥组合OPT处理相比较，略有降低，符合施肥效应规律。 玉米产量的高低与肥料施用量有关密切的相关，合理确定缓释肥料用量，控制养分释放，协调养分供给和作物养分需求之间的关系，是减少肥料损失以提高肥料利用率关键。已有文献报道表明，无机肥施用量与肥料利用效率呈直线负增长模型，与产量呈抛物线模型，通过效应方程确定最高产量施肥量和经济施肥量。本研究结果表明，缓释肥料用量与利用效率呈直线负增长模型，与产量呈直线正增长模型，此结果与赵欢等 [ 25 ] 一致；确定最佳缓释肥用量应以施肥量为自变量，产量与氮肥农学利用效率为双纵坐标，作散点图与趋势线，确定双直线交汇处，也是环境阀值点，即同时要满足高产、优质、经济、环境友好等多方面的要求，交汇处目标产量为16，820 kg/hm 2 ，效应方程计算出，缓释肥最大用量为1355.0 kg/hm 2 ，此时氮素利用效率为31.4%；经济施肥量为900.0 kg/hm 2 。 缓释肥料不同颗粒的粒径，在相同施肥量的条件下，对玉米生长发育影响不明显，只是小颗粒肥料植株略有降低，可能前期养分释放较快，后期养分供应不足有关，大颗粒较小颗粒肥料增产10.3%，本研究只设了缓释肥料粒径为4~6 mm (ZFD)和2~4 mm (ZFX) 2个处理，最佳缓释肥料的粒径尚需再次研究。 综上所述，研发生产出了保水型缓释玉米专用肥料，经测试达到相关标准，在西北高海拔灌区玉米覆膜栽培条件下，总结提出了保水型缓释肥合理的施肥量范围为900.0~1355.0 kg/hm 2 ，随着施肥量的增加产量随之增加，而肥料利用效率和施肥效益随之下降；缓释肥用量900.0 kg/hm 2 即与当地最佳施肥组合(OPT)的氮素和总养分量分别减量11.7%和19.0%时，玉米产量、氮素农学利用率、农学效率、肥料偏生产力及施肥效益，分别提高了−0.7%、3.8%、1.5 kg/kg、8.4 kg/kg和85.7元/hm 2 ；缓释肥用量900.0 kg/hm 2 时为西北灌区玉米简化栽培最佳用量。
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user: 摘 要 依托沈阳地铁十号线某盾构区间下穿建筑物的工程实例，对盾构下穿建筑物所采用的注浆加固方案进行了研究，得到了加固区距隧道拱顶1.5 m、水平宽度沿隧道轴线向两侧各取7.5~8.5 m且厚度3 m时建筑物沉降控制效果最好，此结论得到现场施工效果进一步验证，同时为沈阳地铁盾构区间下穿建筑物提供了宝贵的经验。 关键词 :沈阳地铁，盾构，注浆加固，建筑物沉降 Copyright © 2018 by author and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 随着城市建设的快速发展，城市轨道交通工程依旧表现出高速发展态势，城市轨道交通多为地下工程，地质条件和周边环境复杂，工程技术难度高，盾构施工由于其机械化与自动化程度高，依旧作为城市轨道交通的主要方法。盾构隧道穿越建筑物、桥梁、既有线、铁路等风险源是在城市地铁修建过程中极为常见的，研究盾构区间穿越建筑物的加固措施是非常有必要的 [ 1 ] - [ 11 ] 。 胥明 [ 12 ] 等结合南昌地铁盾构工程研究得到控制盾构开挖造成建筑物不均匀沉降的最佳注浆浆液配比。蔡小培 [ 13 ] 等在考虑高速铁路结构间的相互作用条件下对盾构下穿高速铁路时路基与铁路变形进行分析，得到了盾构下穿对列车运行的影响规律。胡长明 [ 14 ] 等结合突变理论分析盾构下穿危旧房屋及河流段的风险性，得到了合理的施工参数。何志辉 [ 15 ] 针对盾构穿越不同风险等级的建筑物时的情况，研究得到不同注浆加固范围及盾构掘进参数。 本文依托沈阳地铁十号线滂~长盾构施工区间对盾构下穿高层建筑时采用不同注浆加固措施得到的加固效果进行分析，并研究出最佳注浆加固方案。
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user: 2. 工程概况 2.1. 区间工程概况 沈阳地铁十号线滂~长盾构区间沿滂江街敷设，区间右线长度为870.598米，左线长度为878.782 m，隧道断面形式为单洞单线圆形断面，线间距12~17 m，线路为单向坡。整个盾构区间该区间下穿2处建筑物，为一级风险，情况如下：1) 在K16 + 420~470处盾构下穿瑞光北巷3-1号楼，该楼由2层商铺和6、7层老旧住宅楼组成，均为砖混结构，基础为条形基础，房龄约30年，该处区间覆土约18 m；2) 在K16 + 530~590处盾构下穿滂江街37号楼，该楼为8层砖混结构住宅楼，基础为条形基础，房龄约30年，该处区间覆土约17.6 m。 结合实际施工可知存在三种形式的隧道断面与建筑物关系，如图1所示。图1中(a)表示楼房右侧与隧道右边缘平齐；(b)表示楼房右侧与隧道左边缘平齐；(c)表示楼房右侧与隧道左边缘水平间距4 m。 2.2. 工程地质概况 场地地基土主要由第四系全新统和更新统粘性土、砂类土及碎石类土组成。区间隧道主要穿越砾砂及圆砾层。地下水主要为孔隙潜水，水位随季节影响而有所变化，地下水位埋深7.0 m左右。 图1. 隧道与建筑物的相对位置关系
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user: 3. 盾构区间穿越建筑物加固措施数值模拟研究 3.1. 注浆加固方案的选取 结合本工程实际穿越建筑物的实际情况，注浆加固方案主要从上方注浆加固区的厚度、注浆加固区的水平宽度两方面进行分析。结合实际隧道与建筑物的相对位置，注浆加固厚度选取最不利工况进行分析(图1(a)所示)，注浆加固区水平宽度选取图1(a)与图1(b)两种位置关系分析。 对于注浆加固区的厚度的研究，首先确定加固区宽度，结合实际工况设计标准，加固总宽度为17 m，加固体底部距隧道拱顶1.5 m，宽度以隧道轴线为中线两侧各取8.5 m，加固区厚度分别取值为3 m、4 m和5 m，见图2。 对于注浆加固区水平宽度的研究，结合实际设计工况首先固定注浆加固区厚度为3 m，加固体底部距隧道拱顶1.5 m。假设注浆加固区处于隧道中心线左侧宽度为A，右侧宽度为B，加固区总宽度为A + B(见图3)，研究A、B不同取值对建筑物的沉降影响，取值见表1。 3.2. 数值模拟模型的建立 本文采用岩土工程大型通用有限元软件Midas-GTS进行分析，选取两段隧道下穿建筑物的最危险断面，采用二维有限元数值模型进行分析(图4)。土体材料服从摩尔库伦屈服准则，模型土体及楼房采用实体单元模拟，盾构隧道衬砌采用梁单元模拟且其材料采用弹性结构。建模严格遵照3~5倍隧道洞径的宽度选取，模型总长350 m，高150 m，整个模型底部土体采用铰接约束，两侧土体采用侧向水平约束，材料参数见表2。 3.3. 数值模拟结果分析 1) 注浆加固区不同厚度分析 对于注浆加固方案中加固区厚度分别取值为3 m、4 m和5 m的数值计算结果如表2所示，为了更加明显的表达出不同加固厚度对隧道拱顶与建筑物沉降计算结果的影响，引入无加固条件下的陈将计算结果与降低百分比，降低百分比计算公式为： 降低百分比 = (注浆加固沉降计算值-无加固沉降计算值) × 100%/无加固沉降计算值。 由表3可知，隧道上方土体经加固区达到本文设定厚度后，隧道拱顶、建筑物沉降量达到50%左右， 图2. 隧道上方注浆加固区的厚度研究模型图(单位：mm) Table 1 Different values of A and B (unit: m 位置一 位置二 A B A B 0 0 0 0 8.5 8.5 8.5 8.5 7.5 7.5 7.5 7.5 6.5 6.5 6.5 6.5 3 3 3 3 8.5 3 8.5 3 7.5 3 7.5 3 6.5 3 6.5 3 8.5 7.5 8.5 7.5 8.5 6.5 8.5 6.5 7.5 6.5 7.5 6.5 8.5 0 7.5 0 6.5 0 3 0 表1. A、B的不同取值(单位：m) 沉降量大幅度降低，效果明显。结合此三种工况条件下的计算结果，加固区厚度每增加1 m对隧道拱顶与建筑物沉降值影响值在0%~3%以内，影响程度很小，考虑到施工加固的技术条件与施工成本，加固区厚度取3 m较为合适。 2) 注浆加固区不同宽度分析 ① 位置关系一计算结果分析 图3. 注浆加固区水平宽度研究模型图(单位：mm) Table 2 Parameters of Materia 参数 材料 密度 ρ (kg/m 3 ) 泊松比μ 黏聚力 c (kPa) 内摩擦角 φ(˚) 弹性模量(MPa) 杂填土 1700 0.33 16 20 12 砾砂 1850 0.35 0 30 28 圆砾 1980 0.35 0 36 33 注浆 2000 0.30 1800 42 49 管片 2500 0.17 — — 34，500 表2. 材料参数 Table 3 Calculation Results of Different Thickness of Grouting Reinforcement Area above Tunne 注浆加固 厚度(m) 沉降值(mm) 隧道拱顶 降低百分比 建筑物 降低百分比 无加固 43.93 — 11.81 — 3 22.94 47.78% 6.38 45.98% 4 21.32 51.47% 6.16 47.84% 5 21.03 52.13% 6.17 47.76% 表3. 不同注浆加固区厚度计算结果 对于注浆加固方案中加固区宽度A、B的取值及计算结果如表4所示，同理，为方便分析，引入降低百分比。 由表4可知当A与B的取值相同时，两侧水平加固宽度越大，隧道拱顶与建筑物沉降量越小，并且加固区为6.5~8.5 m时相比3~6.5 m时，隧道拱顶沉降平均水平降低约20%左右，建筑物沉降平均水平降低约19%左右。当A与B的取值不同时且A处于6.5~8.5 m时，B的取值对最终的沉降影响显著，变化范围达到沉降降低水平波动在0~20%之间，两侧水平加固宽度为7.5 m~8.5 m时，加固效果好，可使隧道拱顶、建筑物沉降值降低近40%~45%。隧道中心线两侧水平加固宽度为3 m时，加固效果差，效果不明显。 ②位置关系二计算结果分析 图4. 有限元模型 Table 4 Calculation Results of Different Width of Grouting Reinforcement Area above Tunnel in Position 加固范围 沉降值(mm) A(m) B(m) 隧道拱顶 降低百分比 建筑物 降低百分比 0 0 43.93 — 11.81 — 8.5 8.5 22.94 45.98% 6.38 44.76% 7.5 7.5 23.4 41.83% 6.87 40.56% 6.5 6.5 24.01 37.00% 7.44 35.63% 3 3 30.24 8.04% 10.86 7.52% 8.5 3 26.93 30.74% 8.18 30.08% 7.5 3 27.15 28.20% 8.48 27.66% 6.5 3 27.35 25.57% 8.79 25.07% 8.5 7.5 23.16 43.95% 6.62 42.61% 8.5 6.5 23.47 41.66% 6.89 40.20% 7.5 6.5 23.68 39.46% 7.15 38.14% 表4. 位置一注浆加固区宽度对沉降的影响比较表 由表5可知当A与B的取值相同时，其沉降变化规律与位置一情况类似，但加固区为6.5~8.5 m时相比3~6.5 m时，隧道拱顶沉降平均水平降低约15%左右，相比于位置一影响减小，建筑物沉降平均水平降低约10%左右。当A与B的取值不同时且A处于6.5~8.5 m时，B的取值对最终的沉降影响同样显著，但变化范围达到沉降降低水平波动在0%~17%之间，两侧水平加固宽度为7.5 m~8.5 m时，依旧加固效果好，可使隧道拱顶、建筑物沉降值降低近45%~48%。同时B侧取值为0沉降控制量能达到水平加固宽度为7.5 m~8.5 m时的一半水平。
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user: 4. 现场实施方案及效果 结合实际工况与第3部分的分析结果，盾构实际采用注浆加固区厚度为3 m，水平加固总宽度为17 m (A = B = 8.5 m)，注浆加固体底部距隧道拱顶1.5 m。实际施工过程采用上述措施后，左线盾构区间造成建筑物本次沉降量为1.3~2.1 mm，叠加右线盾构区间引起建筑物3.4~4.7 mm的沉降量，建筑物最大累计沉降量为6.5 mm，实际沉降比计算沉降(10~11 mm)减小了4 mm，达到预期建筑物沉降的控制效果，安全的穿越了建筑物。 Table 5 Calculation Results of Different Width of Grouting Reinforcement Area above Tunnel in Position 加固范围 沉降值(mm) A(m) B(m) 隧道拱顶 降低百分比 建筑物 降低百分比 0 0 40.29 — 8.81 — 8.5 8.5 20.86 48.23% 5.54 37.12% 7.5 7.5 21.33 47.06% 5.88 33.26% 6.5 6.5 21.94 45.54% 6.25 29.06% 3 3 27.79 31.03% 8.28 6.02% 8.5 3 24.39 39.46% 6.82 22.59% 7.5 3 22.78 43.46% 6.72 23.72% 6.5 3 24.77 38.52% 7.34 16.69% 8.5 7.5 21.04 47.78% 5.67 35.64% 8.5 6.5 21.31 47.11% 5.83 33.83% 7.5 6.5 21.58 46.44% 6.05 31.33% 8.5 0 30.65 23.93% 6.92 21.45% 7.5 0 30.81 23.53% 7.19 18.39% 6.5 0 31.02 23.01% 7.47 15.21% 3 0 33.52 16.80% 8.81 0.00% 表5. 位置二注浆加固区宽度对沉降的影响比较表
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user: 5. 结论及建议 基于以中粗砂和圆砾为主的沈阳地区地质条件特点，对于盾构下穿区建筑物施工期间采用的土层注浆加固方案进行研究，得出以下几点结论： 1) 隧道上方加固区厚度取3 m条件下得到的建筑物沉降相比无加固时下降了约50%，并且在此基础上注浆加固厚度越厚，沉降量改变幅度不明显。 2) 隧道上方注浆加固体底部距隧道拱顶1.5 m且加固区水平宽度沿隧道轴线向两侧各取7.5~8.5 m时，对沉降控制效果最好。 3) 实际施工控制好盾构施工参数、推进姿态，及时同步及二次注浆与采用合理的注浆加固方案同样重要，是成功穿越建筑物的关键。
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user: 摘 要 本文采用能量法求解塔式起重机塔身的屈曲荷载，给出塔吊不同附墙刚度系数以及截面参数对于塔吊稳定性的影响规律，从而为塔吊设计施工提供一些参考意见。 关键词 :塔吊，能量法，附墙刚度，屈曲荷载 Copyright © 2018 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 随着国民基础设施的不断完善，塔式起重机在施工现场扮演着越来越重要的角色，但塔吊失稳的事故也时有发生 [ 1 ] ，因此对于塔吊稳定的不同影响因素特别是塔吊附墙的研究很有必要。本文采用能量法求解塔式起重机塔身的屈曲荷载，给出不同截面参数对塔吊的屈曲极限荷载的影响。现有的塔吊的稳定问题的研究方法主要分两种，一种是采用有限元方法 [ 2 ] ，另一种是解析法 [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] 。前者主要是针对具体的塔吊给出精度较高的结果，但不能给出一般性的规律；后者需要做较多的简化，而且往往只能给出弯曲失稳的临界力。 本文采用能量法求解塔式起重机塔身的屈曲荷载，给出塔吊不同附墙刚度系数以及截面参数对于塔吊稳定性的影响规律，从而为塔吊设计施工提供一些参考意见。
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user: 2. 模型简化 考虑到附墙的刚度很大而且位移很小，故将两侧支撑看成是铰接(图1，图2)。 图1. 塔吊受力简图 图2. 塔身截面图
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user: 3. 公式推导 由钢结构稳定理论 [ 6 ] ，导出单轴受压构件的总势能公式为： Π = 1 2 ∫ 0 l 3 [ E I Y u z z 2 + E I X v z z 2 + E I ω φ z z 2 + G I t φ z 2 − P ( u z 2 + v z 2 + i 0 2 φ z 2 ) − q a φ 2 + ∑ i = 1 n K i C i 2 ] d z 式中， I x 为绕截面X-X方向截面惯性矩； I y 为绕截面X-X方向截面惯性矩； I t ：截面自由扭转惯性矩； I ω ：截面扇性惯性矩；E：截面弹性模量；G：截面剪切弹性模量； K i ：第i根弹簧的刚度系数； C i ：第i根弹簧的位移；A s ：截面面积；q：均布荷载值；a：荷载作用点与截面剪心之间的距离； i 0 2 = I X + I Y A S 。 根据位移边界条件，假设塔身的位移函数如下： Y-O-Z方向： u = z 2 × ( z − l 2 ) × ( z − l 3 ) l 1 2 × ( l 1 − l 2 ) × ( l 1 − l 3 ) c 1 + z 2 × ( z − l 1 ) × ( z − l 3 ) l 2 2 × ( l 2 − l 1 ) × ( l 2 − l 3 ) c 2           + z 2 × ( z − l 1 ) × ( z − l 2 ) l 3 2 × ( l 3 − l 1 ) × ( l 3 − l 2 ) × ( c 3 z 2 + c 4 z + c 5 ) Y-O-Z方向： v = z 2 × ( z − l 2 ) × ( z − l 3 ) l 1 2 × ( l 1 − l 2 ) × ( l 1 − l 3 ) c 6 + z 2 × ( z − l 1 ) × ( z − l 3 ) l 2 2 × ( l 2 − l 1 ) × ( l 2 − l 3 ) c 7         + z 2 × ( z − l 1 ) × ( z − l 2 ) l 3 2 × ( l 3 − l 1 ) × ( l 3 − l 2 ) × ( c 8 z 2 + c 9 z + c 10 ) 绕Z轴扭转： φ = z 2 × ( z − l 1 ) × ( z − l 2 ) × ( c 11 z 2 + c 12 z + c 13 ) 式中， c 1 ， c 2 ， ⋯ ， c 13 为待定系数。 由势能驻值定理， ∂ Π C i = 0 ， ( i = 1 ， 2 ， ⋯ ， 13 ) 得： 塔身的屈曲条件为： Θ = | a 11 a 12 a 13 a 14 a 15 0 0 0 0 0 0 0 0 a 21 a 22 a 23 a 24 a 25 0 0 0 0 0 0 0 0 a 31 a 32 a 33 a 34 a 35 0 0 0 0 0 0 0 0 a 41 a 42 a 43 a 44 a 45 0 0 0 0 0 0 0 0 a 51 a 52 a 53 a 54 a 55 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 a 66 a 67 a 68 a 69 a 610 0 0 0 0 0 0 0 0 a 76 a 77 a 78 a 79 a 710 0 0 0 0 0 0 0 0 a 86 a 87 a 88 a 89 a 810 0 0 0 0 0 0 0 0 a 96 a 97 a 98 a 99 a 910 0 0 0 0 0 0 0 0 a 106 a 107 a 108 a 109 a 1010 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 a 1111 a 1112 a 1113 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 a 1211 a 1212 a 1213 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 a 1311 a 1312 a 1313 | = 0 其中 a 11 = ( 2 l 2 2 ( l 1 − l 3 ) ( l 2 − l 3 ) ( 105 K 1 l 1 4 ( l 1 − l 2 ) 2 ( l 1 − l 3 ) 2 + l 3 3 ( P l 3 2 ( − 14 l 2 2 + 21 l 2 l 3 − 9 l 3 2 )     + 84 E I y ( 5 l 2 2 − 10 l 2 l 3 + 6 l 3 2 ) ) ) ) / ( 210 l 1 4 ( l 1 − l 2 ) 2 l 2 2 ( l 1 − l 3 ) 3 ( l 2 − l 3 ) ) 其余略。
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user: 4. 实例分析 针对塔吊实例(横剖面见图2)，用一些参数的具体值如下： I x = I y = 7.0 × 10 − 2 m 4 ； I t = 1.5 × 10 − 3 m 4 ； I ω = 5.8 × 10 − 6 m − 6 ； A s = 6.97 × 10 − 2 m 2 ； i 0 2 = 2.01   m 2 ； E = 2.06 × 10 11 N / m 2 ； G = 0.79 × 10 11 N / m 2 ； q = 4 × 10 3 N / m ； ； L 1 = 38.75   m ； L 2 = 58.4   m ； L 3 = 83.75   m ； K 1 = K 2 = K 6 = K 7 = 1.0 × 10 9 N / m ；方形钢管的壁厚为25 mm。 利用Mathematics求得行列式 Θ = ( 1.74156 × 10 49 ( − 3.71007 × 10 174 + 3.50384 × 10 167 P − 1.36319 × 10 160 P 2     + 2.85073 × 10 152 P 3 − 3.52468 × 10 144 P 4 + 2.70038 × 10 136 P 5 − 1.32397 × 10 128 P 6     + 4.21173 × 10 119 P 7 − 8.59978 × 10 110 P 8 + 1.0745 × 10 102 P 9 − 7.24436 × 10 92 P 10     + 1.7014 × 10 83 P 11 + 3.22811 × 10 73 P 12 − 4.42093 × 10 63 P 13 − 4.71084 × 10 53 P 14 + 6.33513 × 10 42 P 15 ) ( 1.28517 × 10 159 − 6.9888 × 10 151 P + 1.39568 × 10 144 P 2 − 1.47212 × 10 136 P 3 + 9.44048 × 10 127 P 4 − 3.92628 × 10 119 P 5 + 1.08604 × 10 111 P 6 + 1.99026 × 10 102 P 7 + 2.33168 × 10 93 P 8 − 1.59779 × 10 84 P 9 + 5.06115 × 10 74 P 10 − 8.08203 × 10 63 P 11 − 1.70264 × 10 55 P 12 + 9.03441 × 10 44 P 13 + 1.50962 × 10 35 P 14 − 4.26425 × 10 24 P 15 + 2.82877 × 10 13 P 16 ) ) / ( ( − 1.02887 × 10 19 + 2.80224 × 10 10 P ) 6 × ( 6.37917 × 10 19 − 1.69797 × 10 11 P − 20.4705 P 2 ) 4 ( − 8.60839 × 10 42 + 8.92748 × 10 34 p − 1.9404 × 10 26 P 2 + 4.036 × 10 16 P 3 − 5.27144 × 10 5 P 4 ) ) = 0 P的解集： [ − 8.65477 × 10 9 ; − 8.65477 × 10 9 − 3592.76 i ; − 8.65477 × 10 9 + 3592.76 i ; − 8.65477 × 10 9 ; 3.85633 × 10 7 ; 3.85633 × 10 7 ; 5.92786 × 10 7 ; 5.95071 × 10 7 ; 5.96744 × 10 7 ; 1.34835 × 10 8 ; 2.93913 × 10 8 ; 2.93914 × 10 8 ; 3.59095 × 10 8 − 2.25785 × 10 6 i ; 3.59095 × 10 8 + 2.25785 × 10 6 i ; 3.59534 × 10 8 − 1.40302 × 10 6 i ; 3.59534 × 10 8 + 1.40302 × 10 6 i ; 3.65336 × 10 8 − 3.31669 × 10 6 i ; 3.65336 × 10 8 + 3.31669 × 10 6 i ; 3.66532 × 10 8 − 3.8811 × 10 6 i ; 3.66532 × 10 8 + 3.8811 × 10 6 i ; 3.6951 × 10 8 − 1.91818 × 10 6 i ; 3.6951 × 10 8 + 1.91818 × 10 6 i ; 3.70348 × 10 8 ; 9.90013 × 10 8 ; 9.90013 × 10 8 ; 4.61709 × 10 9 ; 6.28591 × 10 9 ; 6.28591 × 10 9 ; 7.14445 × 10 10 ; 8.20618 × 10 10 ; 8.20618 × 10 10 ]   N 这里取最小值得到塔吊的屈曲荷载为3860吨，而ANSYS求得的塔吊屈曲荷载为3600吨，两者的差值8%在精度允许范围内，符合要求。
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user: 5. 考虑塔吊附墙刚度和不同截面参数对屈曲荷载的影响 采用本文的公式，分析了不同附墙刚度系数、附墙间距、横向荷载、惯性矩对塔身稳定性的影响，如图3~8所示。结论如下： 图3. 不同附墙刚度系数的影响 图4. 附墙间距的影响 图5. 横向均布荷载的影响 图6. 截面惯性矩的影响 图7. 自由扭转惯性矩的影响 1) 塔吊屈曲荷载的大小在附墙刚度不大的情况下变化很小，当刚度超过一定数量级10 5 N/M后屈曲荷载显著增加；当刚度大于10 9 N/M后，屈曲荷载大小恒定。 2) 两道附墙条件下塔吊屈曲荷载大小随着塔身高度的增加而显著下降。 图8. 截面扇性惯性矩的影响 3) 当横向均布荷载在一定设计范围内，对塔吊的屈曲荷载影响不大；只有当遇到超强水平风荷载作用时，塔吊的屈曲荷载才会急剧下降。 4) 提高塔吊截面的抗弯惯性矩能明显提高塔吊的屈曲荷载，但惯性矩的对于屈曲荷载贡献作用有个限值。 5) 自由扭转惯性矩在设计范围10 7 ~10 8 m 4 内对塔吊的屈曲荷载影响很大，超出此范围后影响很小。 6) 扇性惯性矩对塔吊的屈曲荷载无影响，可以忽略不计。
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user: 6. 结束语 本文采用能量法给出了塔式起重机塔身的屈曲荷载求解公式，揭示塔吊附墙刚度系数以及截面参数对于塔吊稳定性的影响规律。较有限元及其他数值方法，本文公式可方便、快捷地确定塔式起重机塔身的屈曲荷载。
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user: 摘 要 为探讨福建三明某公路边坡的稳定性影响因素及其预控措施，基于岩土工程勘察，分析了该滑坡区的地质环境和滑坡基本特征，讨论了滑坡的影响因素及形成机制，对滑坡进行了监测和稳定性分析，结果表明：该滑坡场地内岩土体组分较多，地质条件复杂，属中厚层中型牵引式岩土质滑坡，其防治工程等级为二级；初步判定场地类别属II类，特征周期0.35 s；滑坡治理应考虑滑坡类型成因、滑坡形态、工程地质和水文地质条件、滑坡稳定性、工程重要性、施工影响等因素，宜采用排水、削方减载、支挡、锚固等工程措施进行综合治理，并加强对滑坡区地表裂缝、地下水位及位移的监测，以保障施工安全。 关键词 :福建西北地区，典型边坡，稳定性评价，滑坡治理 Copyright © 2018 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 福建西北部地区均为山区，地质灾害广泛分布，其中以滑坡和泥石流为甚。三明地区是福建省滑坡灾害分布最集中的区域之一 [ 1 ] ，每年由于滑坡灾害造成的损失就高达数千万元，治理的费用更高于此。全区地质灾害调查结果显示，滑坡在地质灾害中所占比例为75.9%，具有点多面广、突发性强、危害性大等特征，滑坡的主要诱因是强降雨。为减少滑坡灾害造成的损失，学者们对边坡稳定性及预控措施进行了相关研究，伍宇明等 [ 1 ] 分析了福建地区台风暴雨型滑坡降雨阈值曲线；杨金旺等 [ 2 ] 把降强法与倾斜抬升超载法相结合，提出了预测顺层岩质边坡稳定性的地质力学模型综合试验方法；叶龙珍等 [ 3 ] 探讨了福建池头古滑坡特征及其局部复活的影响因素；陈文林 [ 4 ] 分析了福建沿海典型潜在滑坡的稳定性；王浩等 [ 5 ] 研究了福建山区高速公路路堑高边坡风险分级方法；林兴旺等 [ 6 ] 等分析了台风暴雨条件下福建霞碧滑坡的渗流稳定性；刘纪峰等 [ 7 ] [ 8 ] 等探讨了含水率对边坡土性及其稳定性的影响。 在前人研究的基础上，本文分析三明市梅列区陈碧线公路扩建工程K1 + 390~K1 + 455段典型滑坡的稳定性并探讨滑坡影响因素及预控措施，以期为类似工程提供参考。
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user: 2. 工程概况 三明市梅列区陈大镇至碧溪段公路扩建工程，在陈碧线K1 + 390~K1 + 455段边坡开挖拓宽路面过程中，发现该段坡脚处出现鼓张裂缝，距离开挖坡顶约30 m处有不同程度的拉裂缝，经地质调查，该段勘查周界比原招标范围大一倍多(详图1，图2，图2开挖部分为原招标范围，红线部分为滑坡边界)，属工程施工引起的滑坡，滑坡土方预估达20万m 3 ，该段滑坡存在多层滑动面，处于不稳定阶段，一旦下滑，将威胁位于坡脚的陈碧线公路及行人的生命、财产安全，需对该滑坡进行勘查、设计和治理。 图1. 原招标范围的边坡 图2. 实际滑坡边界
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user: 3. 滑坡区地质环境 滑坡勘查区地貌单元主要为低山丘陵区山坡坡地，局部为洪积扇堆积地，地势北东高南西低，区内种植杉木、松木等及灌木，表层植被茂盛。西南侧坡脚处为一拟建宽约8.5 m的二级公路，再往南为宽约9 m的河道，河道与公路平行，滑坡区内河流由北西向南东转变为由南西向北东迳流；西侧为“V”字型小沟谷，北东往南西走向迳流。 原始山坡坡度37~42˚，坡顶标高257.64 m，坡脚标高151.0~153.5 m，坡脚处由于开挖道路，现形成高陡边坡，开挖一个台阶面，阶宽2.1~2.8 m，坡度约55˚，开挖边坡坡顶标高约168~184 m。 边坡面出露古洪积扇堆积物(主要为含泥块石)、全风化花岗岩、强风化花岗岩层等，也有滑坡引起的鼓张裂缝，原始沟谷约为230˚方向，与现有滑动面方向一致。在剖面3、4之间堆载砂卵石层反压层，堆载高度约4.5~5.5 m。 滑坡勘查区出露的覆盖层为古洪积扇堆积物；下覆基岩为泥盆系桃子坑组砂岩、粉砂岩、石英砂岩及燕山期花岗岩(图3)。 勘察期间属于枯水期~丰水期前期，地表水主要为两条常年性流水溪沟，一条位于滑坡前缘约20~30 m处，流向由北向南，宽约9~15 m，实际水流宽度在1.5~6.0 m，水深0.3~1.2 m，流量约0.07~0.13 m 3 /s，经访问调查，丰水期可达2.0 m 3 /s；另一条位于滑坡北西侧，沟谷水流量随季节变化明显，在沟谷中上游，有人为设置拦截引水措施，引水措施之上流量在80 ~150 m 3 /d，丰水期可达800 m 3 /d；引水措施之下沟谷仅见少量渗水，常会出现干枯现象。 区内地貌单元为低山丘陵山坡坡地，属地下水补给区和迳流区。场地地下水主要赋存运移于古洪积扇含泥碎石、块石层及风化带孔隙裂隙中的潜水(风化带中局部渗透性突变部位具承压性质)。地下水的补给来源主要为大气降水，上游局部地段有沟谷地表水沿基岩裂隙渗入补给。 勘查区主要人类工程活动为扩建成二级公路，对原山体坡脚处进行开挖，由原坡脚向里侧开挖约10~20 m之后，在坡脚形成了一个高约15~30 m、坡度约55˚的临空面。由于土体卸荷，使得临空面岩土体不断出现鼓张裂缝，山体顶部拉张裂隙不断加大，加剧滑坡体发育(图4)。
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user: 4. 滑坡基本特征 滑坡后缘见圈椅状的拉张裂缝，裂缝宽度在0.05~0.35 m，局部达0.5 m以上，外侧下错0.15~0.25 m，裂缝大都呈垂直裂缝，深度在0.5~1.0 m，两侧发育有雁形羽毛状剪切裂缝，裂缝发育长度约150 m，并在开挖坡面ZK13~ZK15钻孔附近发现有不规则鼓张裂缝(图5)，局部见坍塌现象，剪出口在公路内侧坡脚排水沟处，该滑坡体上部为古洪积扇堆积物，滑坡体主滑方向230˚。滑坡主轴长120 m，宽200 m，厚度5.0~21.0 m，主滑方向较深，大部分地段大于10 m，两侧稍浅，平均厚度约11.0 m，实测滑坡体面积约1.8万m 2 ，土石方量约19.8万m 3 。滑坡面位于古洪积扇堆积物中的软弱土层、砂土状强风化花岗岩以及全风化花岗岩层中，平面呈半圆形滑坡，为牵引式中层岩土质滑坡。 实测滑坡后缘裂缝从ZK23孔东侧19 m开始到ZK28孔12 m，长度约150 m。滑坡主滑方向为230˚，滑坡体东侧界线以山脊为界；滑坡体西侧界线以小山沟为界，滑坡前缘以实际开挖坡脚面为界。 现有滑坡滑床与滑体接触关系主要沿软弱土层、古洪积扇堆积物与基岩接触面以及岩土胶结面为标 图3. 开挖边坡坡面 图4. 坡脚前缘地带出现不规则剪出口 图5. 开挖边坡台阶处出现鼓张裂缝 志面。上段主要在古洪积扇堆积层存在软弱土层，遇水易软化，透水性强，软化现象较明显，粘性土呈粘滑感。其下部风化基岩工程性质较好，透水性差，地下水主要该基岩面向下游迳流，在地下水作用下，滑坡体软化，沿岩土风化面和软弱土层下滑。下段滑带则分布在全风化~砂土状强风化花岗岩中，最低剪出口处在新建公路内侧坡脚排水沟处，现已被堆载反压覆盖(图6)。 综合，现有滑坡可能失稳的主要原因是由于前缘坡脚地段边坡开挖，形成一个高陡临空面，对后部土体失去支撑而导致滑动，由下向上逐步发展变形。按照滑坡受力状态，滑坡应属于牵引式滑坡。