湖 北 文 理 学 院 建 筑 工 程 学 院 毕 业 论 文 第15页
③确定I区的轮廓、过D点作 ∠ADE= 90?? 得 E 点,即ADE为I 区的滑体。 3、计算 I、Ⅱ、Ⅲ区的重量,首先 求 出I、Ⅱ、Ⅲ 区的面积〔Ⅱ区对数螺旋线的面积
1AC2?AD2〕乘以土的容重,即得 各区 的 自重W?、W?、WIII 为?4tg?i???4、计算I、Ⅱ、Ⅲ区的CiLi〔I区对数旋线的LII?由图3-1量得〕。
1tg?i?AC?AD?〕及Nitg?i〔 Ni5、用图解法作力的多边形,从图上按比例量得R值。 6、将求得的R,CiLi,Nitg?i如 代 人式 Ks?11?R 得稳定安全
nii?CL??Ntg?iii?1i?1n系数Ks=
1?1.83
?4601?102?910
湖 北 文 理 学 院 建 筑 工 程 学 院 毕 业 论 文 第16页
第四章 台阶式废旧轮胎固土护坡
4.1台阶式废旧轮胎固土护坡
随着生态护坡的越来越多样性，我们从原有的传统型护坡，一直不断探索到现在的生态护坡。护坡，不仅仅只是只是简单的保护边坡，更多的是从生态方面考虑。随着科技的日新月异，资源也消耗的越来越快，现如今，人们更加注重资源的再利用以及生态的环保。而随着车辆的暴增的今天，大量的废弃轮胎处理成本越来越高，通过废旧轮胎的再利用，采用废旧轮胎故土护坡来有效解决资源的再利用。由于废旧轮胎故土护坡对轮胎的使用量很大，通过对前者的改进，衍生出台阶式废旧轮胎固土护坡。不仅将资源再利用，而且更加完美的诠释了生态。
图4-1台阶式废旧轮胎固土护坡
4.1.1台阶式废旧轮胎固土护坡的方法和原理
台阶式废旧轮胎固土护坡是利用台阶的原理将边坡分成若干个小边坡和中间的平缓地带，也就是将一个整体划分为若干个小整体，再加以防护，从而达到将复杂转化为若干个简单易行。
如图4-1台阶式废旧轮胎固土护坡所示，在每段小边坡(坡面)处采用轮胎固土护坡的方式，在采取标准填土法（见图4-2）后，在其表面的客土上点上草籽；在每处平缓地带种植树木用于防止水土流失。其中，每段平缓地段（马面）宽度为2m～3m，便于树木的种植。
台阶式废旧轮胎固土护坡的优点：
①防冲刷、防风化，通过废旧轮胎连接成整体,起到较好的固土效果，加之再间植树木；充分防止原暴露而受降雨冲刷的土质边坡得以有效的支护,尽可能地做到了防止水土流
湖 北 文 理 学 院 建 筑 工 程 学 院 毕 业 论 文 第17页 失,同时也使边坡处于稳定状态。
② 大量减少了轮胎的使用量（平缓地带不需要轮胎的固土护坡）。
③节约工程投资,既达到了固土，防止水土流失，又能很好的和土壤契合（抗滑力强）。
台阶式废旧轮胎固土护坡相对于废旧轮胎固土护坡的不同：
①前者采用台阶式，大大减少了轮胎的适用数量，而后者轮胎使用数量较大 ②前者不仅种植草皮护坡，更加种植树木，使生态系统更加完善，而后者植物比较单一，边坡景色比较单调
4.1.2台阶式废旧轮胎固土护坡的施工工艺
①边坡清理：边坡清理是将容易滑落、影响边坡稳定的杂土、松散层等清理掉,使坡面尽可能平整,以利于铺设废旧轮胎施工,同时增加坡面绿化效果。在施工之前坡面处理成如图4-1所示，并且凹凸度控制在?10cm左右。
② 铺设废旧轮胎：施工根据边坡土质及坡率的具体情况,将废旧轮胎从坡脚至每段台阶处（台阶上不用铺设轮胎）逐一铺设,且将各个单体的废旧轮胎用防腐性好材料连接起来,形成覆盖于坡面的整体柔性结构,然后在废旧轮胎空隙处置入经拌和具有一定稠度的客土（标准填土如图4-2所示）,直至全部覆盖废旧轮胎约10cm厚，再撒布草种,进行定期养护和观测。
③在每处的台阶上面种植一些适合于当地生长的一些树木，并用砖块圈围砌筑（做成公路人行道上绿化）[18]
图4-2标准填土法
4.2轮胎固土的力学分析
在固土量上,按标准填土法(见图4-2),每条轮胎可固土50kg左右,平均贮土厚度为15 cm左右,不但可以满足普通播种植物的萌发生长要求,还可进行播茎和栽植小灌木等
湖 北 文 理 学 院 建 筑 工 程 学 院 毕 业 论 文 第18页
图4-3轮胎与坡面的受力示图
施工操作,而喷播客土和土工格室固土的固土厚度一般在10cm左右,且只能进行种子播种,不能进行播茎和栽植小灌木。在保水性上,轮胎具有得天独厚的优势条件,在适量降水的情况下,除滋润表土外,多余的水分集存在轮胎下部,缓慢被植物根系吸收,不会出现水分流失和渗漏。据测,坡面上每条轮胎的最大保水量可达5～8kg。暴雨期间,当轮胎中的水分饱和后,多余的水分通过下渗或从轮胎边缘与缝隙间排走,而不会造成轮胎内的土壤径流,从而保证植物良好生长。[19]
坡面上,设轮胎填满土后饱和湿度状态下的重量为G,在坡度为lx的边坡上沿坡面的下滑力为F1,对坡面产生的压力为F2,轮胎Fm与坡面间的摩擦力为(图4-3所示)。则产生的实际下滑力为F1?Fm。据测,标准轮胎(直径55cm,宽20cm)[20]填土后,在饱和湿度状态下的总重量为58kg,设橡胶轮胎与粗糙岩石坡面间的摩擦系数为0.7,在不同坡度 面上的受力情况分解列于表2。可以看出,随着坡度的增加,下滑力增大,摩擦减小。在坡度小于11.5的缓坡上,由于最大静摩擦力Fm大于下滑力F1,加之轮胎本身的承重力和坡顶主锚杆的拉力,坡面可以不用或少用锚杆进行固定;在坡度小于1/1的情况下，下滑力减去最大静摩擦力后产生的实际下滑力?F1?Fm?在10kg以内,为防止下滑,除轮胎之间用铅丝相互串联外,平均每3条轮胎用1根直径为14mm,长为45～50 cm的钢筋锚杆固定;在坡度不大于10.8的情况下,实际下滑力在20kg以内,平均每2条轮胎用1根锚杆固定即可;在坡度大于10.7的情况下,实际下滑力超过了20kg,每条轮胎均需1根锚杆固定。
表1：标准填土与满填土的特点 方法 标准填土法 满填土 1、填土适中,减缓表面坡度,土壤不会自1、填土量大,不能改变表面坡度,土壤容动下滑 易自动下滑 特点 2、不易造成冲刷 2、容易造成冲刷 3、轮胎上部空间对植物生长能起一定的3、表层植物无遮挡保护 保护作用
湖 北 文 理 学 院 建 筑 工 程 学 院 毕 业 论 文 第19页
表2：轮胎最大饱和固土量（G?58Kg）在不同坡比下的受力分配
正压力 摩擦力 实际下滑力 坡比 xl 下滑力 1.5 1.4 1.3 1.2 1.1 1 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0
F1?G1?x232.17 33.71 35.36 37.13 39.02 41.01 43.11 45.29 47.52 49.73 51.88 53.85 55.55 56.87 57.71 58 ???12 F?xF F?0.7F F?F m21m2148.26 47.2 45.97 44.56 42.92 41.01 38.8 36.23 33.26 29.84 25.94 21.54 16.67 11.37 5.77 0 33.78 33.04 32.18 31.19 30.04 28.71 27.16 25.36 23.28 20.89 18.16 15.08 11.67 7.96 4.04 0 (-1.61) 0.67 3.18 5.94 8.97 12.3 15.95 19.93 24.23 28.85 33.72 38.77 43.89 48.91 53.67 58
4.3应用效果分析
近年来随着国家的不断发展和建设的需要，环境保护愈加重要，通过废旧轮胎连接成整体,起到较好的固土效果。解决了将大量废旧轮胎变废为宝，废旧轮胎固土植草施工工艺简单,容易掌握,从而可以大大降低工程投资。在施工方面，不仅减少了土方的开挖，而且，在原来的轮胎固土护坡方法上，大量减少了轮胎的适用数量；造价上有了明显的降低；环境方面，更加完善了了生态系统，使风景更加优美！
经济分析：同过减少轮胎的使用数量来节约回收废旧轮胎的成本，另外，在原有较陡的边坡开挖土方上，可以大大的减少土方的开挖量，尽量不破坏当地的生态环境，一次来节约经济成本。