本發(fā)明涉及棄土場(chǎng)邊坡領(lǐng)域，尤其涉及一種棄土場(chǎng)排洪與邊坡支護(hù)相結(jié)合加固方法及裝置。

背景技術(shù)：

1、目前越來越多的重大工程向城市周邊的丘陵、山地區(qū)域拓展，不可避免會(huì)產(chǎn)生大量棄土棄渣，特別高速公路、鐵路工程等，要設(shè)置大量的棄土場(chǎng)來滿足工程建設(shè)的需要。

2、由于地形地貌、山區(qū)氣候以及生態(tài)環(huán)境影響，加上棄土場(chǎng)本身特殊的性質(zhì)，松散、未固結(jié)、分選性差、非飽和等特點(diǎn)，在降雨等工況下易發(fā)生失穩(wěn)，甚至造成災(zāi)害鏈，給人民生命財(cái)產(chǎn)造成巨大損失。

3、大多數(shù)棄土場(chǎng)位于山區(qū)沖溝內(nèi)，主要工程地質(zhì)問題棄土場(chǎng)邊坡穩(wěn)定性問題以及沖溝防洪排水問題，目前邊坡支護(hù)工程與排洪工程基本上獨(dú)立設(shè)計(jì)，不同的政府管理部門監(jiān)督審查，從而造成了工程費(fèi)用高、相互沖突、設(shè)計(jì)不合理、后期設(shè)計(jì)繁雜、工期長(zhǎng)、治理效果不理想的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明為解決上述的技術(shù)問題，提出一種棄土場(chǎng)排洪與邊坡支護(hù)相結(jié)合加固方法及裝置。

2、一種棄土場(chǎng)排洪與邊坡支護(hù)相結(jié)合加固方法，包括以下步驟：

3、s1：確定山區(qū)棄土場(chǎng)的地層巖性組成、物理力學(xué)性質(zhì)參數(shù)、水文氣象條件、棄土場(chǎng)棄土方量、棄土高度；

4、s2：對(duì)數(shù)據(jù)資料進(jìn)行深度挖掘和關(guān)聯(lián)分析，通過機(jī)器學(xué)習(xí)預(yù)報(bào)對(duì)山區(qū)棄土場(chǎng)流域洪水進(jìn)行智能分析，得到設(shè)計(jì)洪峰流量，設(shè)計(jì)排洪箱涵；

5、所述數(shù)據(jù)資料包括水文觀測(cè)資料、歷史洪水調(diào)查資料、暴雨及洪水特征；

6、s3：對(duì)棄土場(chǎng)巖土資料進(jìn)行邊坡穩(wěn)定性分析，填土邊坡設(shè)計(jì)結(jié)合排洪箱涵，排洪箱涵內(nèi)側(cè)設(shè)置墻趾底板，形成懸臂式擋土墻，設(shè)計(jì)確定坡腳段墻踵板長(zhǎng)度和厚度；

7、所述棄土場(chǎng)巖土資料包括棄土場(chǎng)物質(zhì)組成、巖土力學(xué)性質(zhì)，棄土邊坡高度；

8、s4：針對(duì)棄土邊坡中上部采用放坡+加筋擋土墻支護(hù)，坡率1:1～1:0.5，土工格柵長(zhǎng)5.0～20.0m，豎向間距0.5m。

9、進(jìn)一步的，一種棄土場(chǎng)排洪與邊坡支護(hù)相結(jié)合加固方法，所述步驟s1包括以下子步驟：

10、s11：采用綜合手段，確定棄土場(chǎng)流域面積f、沖溝長(zhǎng)度l、河道平均坡度j、降雨量h1、巖土體物理力學(xué)參數(shù)、棄土場(chǎng)方量、高度；

11、所述綜合手段包括工程測(cè)量、工程地質(zhì)測(cè)繪、鉆探、探槽、現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)、室內(nèi)試驗(yàn)。

12、進(jìn)一步的，一種棄土場(chǎng)排洪與邊坡支護(hù)相結(jié)合加固方法，所述步驟s2包括以下子步驟：

13、s21：計(jì)算棄土場(chǎng)區(qū)域洪水流量，暴雨推理公式為：

14、

15、其中，q代表最大流量，單位為m3/s；ψ代表洪峰徑流系數(shù)；s代表暴雨雨力，單位為mm/h；

16、τ代表流域匯流時(shí)間，單位為h；f代表流域面積，單位為km2；n代表暴雨公式指數(shù)；

17、s22：通過歷史洪水調(diào)查資料與理論計(jì)算結(jié)果進(jìn)行校核比較，修正校核參數(shù)：

18、所述校核參數(shù)包括但不限于洪水流量q、最大降雨量h；

19、s23：提取洪水流量相關(guān)因子，利用相關(guān)關(guān)系，將水位分析看作一個(gè)多輸入、單輸出線性動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，公式為：

20、

21、其中，hdown(t)代表系統(tǒng)在t時(shí)刻的輸出，uj(t-i)代表第j個(gè)影響因素在t-i時(shí)刻的輸入，εt代表隨機(jī)誤差項(xiàng)；

22、其中，αk代表模型參數(shù)，k＝1、2、…k，k代表模型參數(shù)的個(gè)數(shù)；bij代表模型參數(shù)，i＝1、2、…、n(j)，j＝1、2、…、m，m代表其他因素的個(gè)數(shù)，n(j)代表模型參數(shù)因素個(gè)數(shù)；

23、s24：采用逐步回歸方法以最少的變量數(shù)來最大化預(yù)測(cè)能力，由多到少逐個(gè)向模型中剔除變量，直到?jīng)]有可以剔除的變量為止，通過比較在預(yù)留樣本上計(jì)算出的誤差進(jìn)行模型的選擇，通過嶺回歸方法使用l2范數(shù)形式的正則化項(xiàng)，公式為：

24、min||xw-y||2+z2||w||2

25、其中，x、y代表變量，w代表權(quán)重，z2代表l2范數(shù)形式的平方偏差因子，min代表最小取值；

26、s25：lasso方法使用l1范數(shù)形式的正則化項(xiàng)，公式為：和

27、min||xw-y||2+z1||w||

28、其中，z1代表l1范數(shù)形式的平方偏差因子；

29、s26：彈性網(wǎng)方法同時(shí)使用l1和l2正則化，同時(shí)獲得嶺回歸和lasso方法的性質(zhì)，公式為：

30、min||xw-y||2+z1||w‖+z2||w||2

31、s27：得到l曲線方法將曲線過渡區(qū)間的拐點(diǎn)，拐點(diǎn)對(duì)應(yīng)的正則化參數(shù)作為最優(yōu)的正則化參數(shù)，獲得棄土場(chǎng)區(qū)域的洪水流量參數(shù)；

32、所述拐點(diǎn)為曲率最大的點(diǎn)。

33、進(jìn)一步的，一種棄土場(chǎng)排洪與邊坡支護(hù)相結(jié)合加固方法，所述步驟s3包括以下子步驟：

34、s31：計(jì)算作用于墻背的土壓力，確定墻底距離，公式為：

35、e＝0.5×γ×h2×ka

36、ex＝e×cos(β)

37、ey＝e×sin(β)

38、

39、其中，e代表作用于墻背的土壓力，作用點(diǎn)為距墻底1/3高處，方向與水平面成β夾角；

40、ka代表主動(dòng)土壓力系數(shù)，γ代表重度，h代表?yè)鯄Ω叨龋?/p>

41、s32：抗滑穩(wěn)定驗(yàn)算，公式為：

42、

43、其中，kc代表穩(wěn)定性系數(shù)，f′代表巖土體摩擦角，∑g代表重力，c′代表粘聚力，a代表?yè)跬翂酌娴拿娣e，∑h代表滑移力；

44、s33：抗傾覆穩(wěn)定驗(yàn)算，公式為：

45、

46、其中，ko代表抗傾覆穩(wěn)定性系數(shù)，∑mv抗傾覆力矩，∑mh代表傾覆力矩；

47、s34：地基承載力驗(yàn)算，公式為：

48、

49、其中，pmax代表地基承載力最大值，pmin代表地基承載力最小值，∑m代表作用于基礎(chǔ)底面的力矩值，w代表基礎(chǔ)底面的抵抗矩；

50、s35：通過土壓力、抗滑穩(wěn)定驗(yàn)算、抗傾覆穩(wěn)定驗(yàn)算、地基承載力驗(yàn)算的值確定坡腳段墻踵板長(zhǎng)度和厚度。

51、一種棄土場(chǎng)排洪與邊坡支護(hù)相結(jié)合加固裝置，包括黏土、高韌性聚酯紗線集束格柵、連接棒、砂礫反濾層、種子袋、鋼筋砼、排洪箱涵、墻踵板、砼墊層；

52、所述黏土設(shè)置在高韌性聚酯紗線集束格柵上方，多個(gè)高韌性聚酯紗線集束格柵層間通過連接棒連接，砂礫反濾層錯(cuò)縫堆碼在高韌性聚酯紗線集束格柵上，種子袋設(shè)置在坡面上，鋼筋砼設(shè)在高韌性聚酯紗線集束格柵下方，排洪箱涵連接鋼筋砼和墻踵板，砼墊層設(shè)置在排洪箱涵下方。

53、進(jìn)一步的，一種棄土場(chǎng)排洪與邊坡支護(hù)相結(jié)合加固裝置，所述黏土夯實(shí)棄土邊坡的坡頂，種子袋通過種植土加草籽綠化棄土邊坡的坡面，回填土分層壓實(shí)高韌性聚酯紗線集束格柵。

54、本發(fā)明的有益效果為：一種棄土場(chǎng)排洪與邊坡支護(hù)相結(jié)合加固方法及裝置，具有多功能、造價(jià)低、施工快速、安全穩(wěn)定特點(diǎn)，整治復(fù)雜山區(qū)大型棄土場(chǎng)邊坡綜合的排洪和防護(hù)問題；減少重復(fù)設(shè)計(jì)、管理流程簡(jiǎn)單，可采用裝配式施工，加快施工速度，節(jié)省實(shí)施工期。