Assessing the efficacy of micro-piles prepared using polymer-soil mixtures for landslide emergency mitigation
01摘要
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聚合物材料具有众多优点，包括快速固化、高耐久性、轻质、不透水以及对现有结构的影响最小，因此被推荐用于稳定土壤。滑坡是一种新兴的地质灾害，对人类构成重大威胁。常用的缓解滑坡措施包括安装抗滑桩、挡土墙和其他支撑结构。通常，这些措施涉及使用水泥等材料，这通常需要相当长的时间才能达到预期的功能。为了便于快速方便地处理，在当前的工作中引入了聚合物土微桩 (PSMP) 的概念来解决边坡土壤稳定问题。PSMP 是通过将沙质土壤与聚氨酯混合而制成的，与传统方法相比，它具有优势，因为它们易于安装，并且在 15 分钟内达到其最终强度的 90%。通过模型试验和数值模拟评估了 PSMP 在缓解滑坡方面的有效性。研究结果表明，安装 PSMP 后，边坡承载力立即增加，坡顶和坡脚的垂直和水平位移分别减少。例如，安装一组和两组 PSMP 后，承载力分别提高了 16.7 % 和 50 %。在未处理的边坡破坏的荷载下，随着 PSMP 的增加，边坡的安全系数明显提高。本研究的结果表明，PSMP 在安装后可以快速固化，肯定了拟议的 PSMP 在紧急滑坡缓解工作中的实用性和有效性。
02图表
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03结论
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微桩布局灵活、施工方便快捷、适用性广泛、对现有结构破坏小等特点，在紧急滑坡治理中具有十分重要的意义。高分子材料已被整合用于固化和稳定土壤，具有固化迅速、耐久性长、防水、抗渗、重量轻、灌浆方便、对现有结构影响小、稳定性高等优点。因此，本研究将高分子材料和微桩的优点结合起来，用于紧急滑坡加固。通过模型试验和数值模拟，使用聚合物和沙土混合物，即聚合物-土微桩（PSMP），可以有效地加固滑坡。本研究得出的主要结论如下：
1）验证了PSMP对紧急滑坡加固的有效性。安装一排和两排PSMP后，边坡承载力明显提高：单排提升16.7%，达到28 kPa，两排提升50%，达到36 kPa。此外，单排坡脚破坏后水平位移减小28.1%，两排减小45.2%。此外，单排坡顶垂直位移减小17%，两排减小40.8%，凸显了PSMP在增强边坡稳定性和减少滑坡易发区位移方面的重要作用。
2) 非稳定边坡的数值模拟结果表明，在模拟中从Mohr-Coulomb强度参数过渡到Drucker-Prager强度参数时，中间主应力系数约为0.5可以有效地捕捉土体的强度特性。从不同模拟条件下得出的位移和承载力与实际测量值非常接近。
此外，模拟的宏观滑坡形状和桩体破坏模式与观测结果高度吻合，在一定程度上验证了所采用的数值计算方法的准确性。在本研究进行的模型坡度试验中，PSMP 可在安装后约 2 分钟内固化。在实际情况下，聚合物能够在几秒钟内固化，在速度和效率方面超越了水泥等传统材料。这凸显了在未来工程应用中推进采用该方法的重要性。本研究的初步结果证实了拟议的 PSMP 在紧急滑坡缓解方面的可行性和有效性，为迅速采取灾害应对干预措施提供了关键机会。尽管如此，在现实世界的滑坡紧急情况下使用该技术仍然存在挑战。例如，显然需要专门的机械来简化 PSMP 的准备和安装过程。在未来的研究中，需要进行更大规模的实验或现场测试，以更可靠地验证该方法的有效性。
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