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Model test study on the protection of expansive soil slope with polymer
waterproof coating
提出了聚合物防水涂料(PWC)用于膨胀土边坡的防护。建立了三组坡面试验模型，对比了普华永道的效率，并对降水-蒸发环境反复循环下的含水率、孔隙水压力、土壤变形和坡面形态变化规律进行了监测和分析。探讨了普华永道护坡对膨胀土边坡的作用机理和效果。试验结果表明，循环降水蒸发对膨胀土边坡浅层含水率、变形和坡面形状有显著影响。降雨入渗引起的坡面含水率和孔隙水压力变化具有滞后性。与裸坡相比，混凝土护坡的土体变形和水分变化明显减小。PWC保护层阻断了坡内外的水交换，使坡面水处于“动稳”状态，抑制坡面开裂。普华永道保护层显著减少了雨水对坡面的侵蚀，对提高坡土的完整性和强度有显著作用。PWC护坡即使经过无数次极端恶劣气候的模拟，仍然具有很强的稳定性。
本研究将PWC应用于膨胀土边坡的防护，并通过模型试验连续监测降水-蒸发循环作用下膨胀土边坡的土壤pa参数。分析了普华永道对膨胀土边坡的防护效果和机理，提出了普华永道防护的优势和特点。本研究的主要结论如下:(1)坡面浅层土壤含水量和孔隙水压力受降水和蒸发循环的显著影响，降雨入渗引起的含水量和孔隙水压力变化表现出hys效应。土壤水分变化幅度随土层深度的增加而减小。在降水-蒸发循环过程中，坡II的水分变化显著小于其他两组坡。普华永道保护层在截留雨水和控制土壤水分方面具有重要作用。(2)降水-蒸发循环对土壤变形的影响随深度的增加而减小。坡2浅层土的垂直位移和水平位移明显小于裸坡。PWC保护层对水环境的稳定作用直接减少了边坡的胀缩变形，有利于边坡的稳定。(3) PWC保护层显著减少坡面裂缝发育和大气风化作用，从而保持土体强度。坡II在降水-蒸发循环下能较好地保持边坡的完整性，即使经历5次降水-蒸发循环(包括多次强降雨和日晒过程)也能保持可靠的边坡稳定性。(4)普华永道在膨胀土边坡上的护坡效果较好。普华永道护坡材料的使用基本上缩小了减少了湿度变化对边坡的不利影响，这是一个关键因素。对于边坡外部，应用PWC保护层可以阻断雨水的渗入，减少对边坡表面的侵蚀。对于边坡内部，PWC保护层可以防止水分蒸发，抑制边坡开裂，最终减少土体膨胀收缩变形，保持边坡稳定。(5)使用PWC护坡具有施工维护方便、见效快、无污染等优点。普华永道保护层在保持水分稳定性，减少膨胀和收缩变形，增加抗冲刷性能方面明显优于其他材料。研究结果可为膨胀土及其他特殊土质边坡工程提供新的防护思路。(6)本研究未考虑不同降水蒸发周期数、不同周期内阴雨天和晴天天数以及普华永道与植被保护相结合的影响。后续研究应将普华永道应用于生态护坡，探索这种新型柔性生态护坡的防护效果和机理。
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