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一年級:王逸鴻
【關鍵詞】紅粘土;穩定分析;防護對策
【 abstract 】 this paper based on HengGui hunan province freeway on the red clay cut slope stability analysis and protective measures are discussed.
【 key words 】 the red clay; Stability analysis; Protective measures
中圖分類號:Q938.1+3文獻標識碼:A 文章編號:
紅粘土是一種較為復雜的工程性質土壤,主要分布在我國的南方,又以西南、華南、中南地區較為集中,其形成過程非常復雜,是一種物理和化學共同作用下形成的產物。由于各種基本單元的作用使得紅粘土非常的松軟,致使路塹邊坡的不穩定,這無疑給高速公路的建設帶來了一定程度的危害,因此,對紅粘土路塹邊坡進行穩定分析及防護對策有著相當重要的意義。本文主要以湖南省衡桂高速公路為依托進行研究,該工程地處湘南境內,由于長期受到潮濕多雨氣候的影響,該區域分布著較多地紅粘土,液限范圍50%-80%,塑性范圍25%-45%,土質上硬下軟,邊坡開挖后易失穩,且具有弱膨脹性,給路基施工尤其是路塹邊坡的有效防護帶來不利影響。
1基于強度折減法的紅粘土邊坡穩定分析
1.1影響邊坡穩定性的因素
影響邊坡穩定性的因素有多種情況,主要分為內部和外部兩大因素,內部因素主要包含了組成邊坡巖體的結構和類型以及物理力學等方面;而外部因素主要包含了邊坡的地理位置及土質等方面原因,其中人為也可能造成邊坡出現不穩定情況。
1.2強度折減法基本原理
在邊坡的穩定分析中強度折減法已成為了較為廣泛的方法。在對邊坡的穩定性進行極限平衡分析時,對其滑裂面的安全系數進行定義,通過降低其抗剪強度,有效控制了滑裂面的極限平衡,并將其強度的數據作為該工程的安全數據[1]。
1.3模型參數
經由地質勘測得出結論,該工程K24+800~K53+800地段表層所覆蓋土層均為紅粘土,主要分布在丘坡等位置,由于紅粘土的土質較為松軟,隨著下伏基巖面的變化其厚度也相應地變化,該工程的局部范圍還存在較多的溶洞。
1.3.1網格劃分和約束條件該工程的網格劃分如圖所示。約束條件則主要是通過將模型的左右兩側進行水平移動,而對其底部進行水平運動以及豎直位移,其他則主要是進行自由約束。
1.3.2本構模型的選擇對該工程的路塹邊坡進行分析時,主要采用摩爾庫侖模型開展。在摩爾庫侖模型中R1、R2、R3為其主要應力。通過將主應力與主方向結合起來計算,對其應力的張量及引起的分量進行核算,其中壓應力應當為負值。在獲得主應變的增量后,
再對其彈性及塑性進行關聯,最后通過胡克定律獲得所需要的信息。
1.4紅粘土路塹邊坡影響因素計算與分析
1.4.1考慮地下水位及路塹邊坡坡率的影響由于紅粘土非常容易受到的水的影響,因此,其水位的高低對路塹邊坡有著非常大的影響。而該工程主要考慮兩種情況,如下圖。
在確定了粘聚力、內摩擦角及坡率后,通過強度折減法對其安全系數進行計算,通過對獲得的數據進行分析得出,其中地下水位若越低,則該工程的安全系數也隨之增高。當紅粘土和高液限土路塹邊坡處在6米或6米以下情況時,路基邊坡設計時應當將坡率控制在1.25到1.5范圍內,本文主要對三種坡率情況進行了相應的計算,在選取基本參數時應當結合粘聚力、內摩擦角及侵潤線的具置,并通過強度折減法獲得所需的安全系數。
從以上數據中可以得出,當坡率越大時其安全系數也隨之降低,若坡率越小則其安全系數也隨之升高。
1.4.2考慮粘聚力及摩擦角的影響通過室內驗證得到相應的結論,若紅粘土含水量不同時,其粘聚力及摩擦角也隨之出現一定的變化,本文羅列了三種情況進行了分析,充分說明了其中的變化。
從以上數據中可以分析得出,不同的粘聚力、摩擦角,其安全系數也不同,并且結合數據非常明顯的看出,粘聚力和摩擦角越小其安全系數也就越小,而相反地粘聚力和摩擦角越大其安全系數也就隨之變大[2]。簡而言之,紅粘土的粘聚力和摩擦角越小即可能會因暴雨等方面的原因給工程帶來不可估量的危險,因此,邊坡開挖后應盡早做好排水工程,防止紅粘土的粘聚力和摩擦角下降而導致高速公路路基出現問題。
2紅粘土路塹邊坡防護對策
2.1邊坡高度及坡率在衡桂高速K24+800~K53+800段紅粘土挖方邊坡失穩破壞通常是由于邊坡過高、坡度太陡及紅粘土本身具有的膨脹性所致,因此紅粘土邊坡高度及坡率應滿足規范要求,并根據實際地質情況進行調整。挖方邊坡高度一般不宜超過20m,超過8m時設臺階,邊坡坡率為1:1.5~1:1.75,路塹邊坡設計應遵循“緩坡率、寬平臺、固坡腳”的原則。
2.2圬工及生態防護由于紅粘土在出現失水現象時,非常容易出現土地硬化的情況,而若侵水過久則會使土壤過分軟化[4] ,其粘聚力和內摩擦角也將隨之變化,穩定性必然隨之降低。因此,在旱季或雨季,紅粘土非常容易出現邊坡失穩。為此該工程在對其進行防護時,主要針對地表水的沖刷及下滲進行防護[3]。在該工程中,紅粘土多具有膨脹性,這使得其路塹邊坡防護還需要考慮到膨脹問題:
2.2.1 邊坡高度H≤3m,采用草皮護坡,并種植當地灌木;邊坡高度H>3m,采用拱型骨架內草皮護坡并在主骨架下設干砌片石支撐滲溝,再種植當地灌木;坡腳處視情況設置擋土墻。
2.2.2 本工程采用綜合排水體系,使危害路基性能及穩定的地表水、地下水能順暢排走,防止積水浸泡路基、地下水侵蝕路基。
2.2.2.1 路塹頂部設置截水溝,防止水流沖蝕坡面、侵蝕坡體。
2.2.2.2 較一般路段適當加深邊溝,邊溝深度不小于80cm,并采用漿砌片石固化。
2.2.2.3臺階式高邊坡,應在每一級平臺內側設截水溝,截取上部坡面水,并與邊坡漿砌片石拱型骨架護坡主骨架連通,并入切方區邊溝,形成有效的邊坡三維立體排水體系。
2.3 紅粘土塌方邊坡處治
2.3.1放緩邊坡是邊坡處治的最常用措施之一,通過削坡,削掉一部分邊坡不穩定巖土體,提高邊坡的穩定性;
2.3.2 對部分不穩定的邊坡設大型擋土墻穩固坡腳,并嚴格按規范做好其臺背排水工作,防止雨季坡體積水導致紅粘土膨脹而引發病害。擋墻基礎宜采取分段間隔開挖至設計標高,經檢測滿足要求后應及時砌筑,以免邊坡失穩及基底承載力降低[4]。
3結論
3.1 影響紅粘土路塹邊坡穩定的外因主要有地下及地表水、坡率;內因主要有粘聚力、摩擦角、自由膨脹率等;
3.2紅粘土路塹邊坡設計應遵循“緩坡率、寬平臺、固坡腳”的原則。其挖方邊坡高度不宜超過20m,超過8m時設臺階,邊坡坡率不宜陡于1:1.5;
3.3 采用坡面設置拱型骨架內草皮護坡及干砌片石支撐滲溝并種植當地灌木、坡腳設擋土墻、優化綜合排水體系等一系列方法,能有效排除坡面地表水,起到分割并穩固坡體的作用。
【參考文獻】
[1] 姜洪濤.紅粘土的成因及其對工程性質的影響[J]. 水文地質工程地質, 2000,(03) .
[2] 李海光. 紅粘土鐵路路塹邊坡的防護[J]. 路基工程, 1994,(05)
[3] 王鎮光. 紅粘土的工程地質特征及防治措施[J]. 科協論壇(下半月), 2009,(01) .
Abstract: This paper explores to program the ellipse circular surface program with the macro-programs, so as to provide a manual programming method for NC machining of the space curved surface.
關鍵詞: 圓弧曲面;宏程序
Key words: circular surface;macro-programs
中圖分類號:TG659 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2013)12-0031-02
0 引言
眾所周知,數控編程一直是數控加工的關鍵,宏程序的運用更是解決了自動編程中程序可讀性不強等因素帶來的諸多麻煩。圓柱體倒圓角的宏程序相對比較簡單,解決方案在各類文獻中均有提及。本例中上表面并非平面,而是一個圓弧面(如圖1),且是橢圓柱體編程,編程難題陡增。
原因有如下幾點:①曲面不能簡單采用G02、G03圓弧編程指令直接編程。②曲面中任意空間點位置很難確定。本實例進行了有益的嘗試和探索,給出了切實可行的解決方案,為類似問題提供了難得的參考及借鑒。圓弧倒角宏程序的編制思路分析如下。零件尺寸如圖6所示。
刀具由下到上進行分層式加工。起刀位置設置在低端圓弧的象限點處。這樣有利于程序的建立和加工過程的平穩。編制該圓弧倒角曲面(以下簡稱圓弧曲面)程序的核心點在于曲面上任意空間P點坐標值的確定(如圖4、圖5)。OB、OA、PE就是空間任意P點的坐標線段。
1 切點角度與圓心坐標的確定
分析圖2可知,由于尺寸圖沒有給出切點D、E的角度與圓心A點的坐標,可以通過BC和角度α確定OB的長,之后采用余弦定理求出∠AOB與∠ABO,進而求出D、E點坐標和β、γ角度。通過D、E兩點坐標與R100圓半徑建立圓方程組,即可求出圓心A點坐標。具體求解過程在此不再贅述,請參閱相關數學資料。這里直接給出β=100° γ=123°,HA=20.03,HI=123.17。
2 任意層與截面曲線交點位置的確定
分析圖2,由于兩端終值角度β、γ不一致,把切削層分為50份,令n為角度等分增量。任意層中輪廓角度的變化值為η,θ(如圖3)。
建立角度變量參數方程式:
η=■θ=■?圯η=2nθ=2.46n(0≤n≤50)
由此推導出任意切削層交點T、S的位置為:
VT=AB+BTcos(η)=40+10cos(2n)
VI=AI+BTsin(η)=15+10sin(2n)
SU=AC+OScos(θ)=40+10cos(2.46n)
SW=GW+OSsin(θ)=31+10sin(2.46n)
3 確定空間曲面任意層橢圓長短半軸變化參數
分析圖4橢圓圓柱體半徑OT經過180°掃略后逐漸漸變為OS,圖3中U、V、I在圖五中投影成為O點。長半軸OT的變化率為:
δ=(OT-OS)/180=(VT-SU)/180
由于ω角度從0°到180°時,OP逐漸減小。從180°到360°時,OP逐漸增大。把ω均分為360份,令m為等分增量。則OP的長半軸變動方程式為:
OT=VT-δm(0?燮m
由于曲面上表面為拉伸曲面,短半軸OD逐漸變為
OC。短半軸OC的變化率為:
ε=(OD-OC)/50
因此,短半軸變動方程式為:
OC=OD-εn (0≤n≤50)
由此可推出空間橢圓曲面任意點坐標X、Y分別為:
OB=OTcos(ω) (X坐標參數)
OA=OCsin(ω) (Y坐標參數)
4 確定空間曲面任意P點的Z坐標參數
分析圖5中任意層P點的位置不難發現,P點相對于A點的半徑PA是由TA逐漸增大至SA。圓柱體半徑AP的變化率為:
κ=(SA-TA)/180
其中SA=■,TA=■
由于ω從0°到180°時,PA逐漸增大。
從180°到360°時,PA逐漸減小。借用上述m參數,PA的半徑變動方程式為:
PA=TA+κm (0?燮m
綜合圖4、圖5,通過空間曲面任意點X軸坐標OB,半徑PA,圓心坐標(HA,HI)利用圓方程求解,即可確定PE的Z軸坐標值,即確定了任意P點的Z坐標參數。
(OB-HA)2+(PE-HI)2=PA2
PE=-■+HI
5 程序編制(FANUC系統)
零件尺寸如圖6所示。
00001
G54G90G00X0Y0Z200 M03S1000
G01X60Z15F1000
#1=0
WHILE[#1LE50]DO1
#3=40+10*COS[2*#1]
#4=15+10*SIN[2*#1]
#5=40+10*COS[2.46*#1]
#6=31+10*SIN[2.46*#1]
#7=[#3-#5]/180 OP半徑變化率
#11=[123.17-#6]*[123.17-#6]+[#5+20.03]*[#5+20.03]
#12=SQRT[#11]
#13=[123.17-#4]*[123.17-#4]+[#3-20.03]*[#3-20.03]
#14=SQRT[#13]
#15=[#12-#14]/180 PA圓弧半徑變化率
#2=0
WHILE[#2LE360]DO2
IF[#2GE180]GOTO10
#8=#3-#7*#2 長半軸
#16=#14+#15*#2 AP半徑
GOTO20
N10#8=#3-#7*[360-#2]
#16=#14+#15*[360-#2]
N20#9=#8*COS[#2] 空間任意點X坐標
#20=25-#1*0.2 短半軸
#10=#20*SIN[#2] 空間任意點Y坐標
#17=#16*#16-[#9-20.03]*[#9-20.03]
#18=-SQRT[#17]+123.17 空間任意點Z坐標
G01X#9Y#10Z#18F1000
#2=#2+1
END2
#1=#1+1
END1
G00Z200
M30
6 結語
該程序突出的是一種曲面編程的思路,為了便于讀者理解,沒有考慮刀具的半徑補償,在實際的運用中,只要把零件圖適當的偏置一個刀半徑。采用上述思路便能很好的與之結合并達到滿意的加工效果。
參考文獻:
[1]陳海舟.數控銑削加工宏程序及應用實例[M].北京:機械工業出版社,2006,8.
李張魯出生于1989年,今年27歲的他,已經是紅杉資本的副總裁,手上已經投資了14個由自己主導的項目,其中有些項目已經獲得了百倍回報。 紅杉資本副總裁 李張魯
三年前,李張魯投出了自己的第一個項目,但是在這之前,他就花了兩年給自己所關注的互聯網金融領域畫了一個圖譜,把整個行業上下游的產業都串聯了起來。“當時很多大家都看不上的企業,現在都慢慢地開始獲得融資了。”
投資機會在細分領域
每個行業都有一定的周期,如果能抓住這個周期或者在這個周期內乘勢而上,無論是投資機構還是創業者都有可能“一朝成名天下知”。但是,這又豈是一件容易的事?
對于一個投資人來說,保持自己對商業的敏感度和對一件事情的判斷力是一門必修課。那如何把這門必修課修好呢?李張魯告訴創業邦(微信搜索:ichuangyebang),“專注和花時間。”
他專注于互聯網金融領域,但是也不會把自己局限住。“我會同時看互聯網金融和物流兩個行業,每2到3個月更新一下自己的‘系統’,另外用10%到15%的時間看第三個相關的細分領域,挖掘行業潛質,一旦它有成為熱點的苗頭,就要盡力抓住其中核心節點的創業公司。”
李張魯自從2011年進入華創就開始看互聯網金融,從2013年開始,互聯網金融開始進入快速發展時期,很多公司都得到了融資。李張魯告訴創業邦(微信搜索:ichuangyebang)“很多新的公司出現,也有很多公司‘死去’,爆發期已經過去了,但是整個互聯網金融仍在高速成長期,并沒有進入到后期階段。就互聯網金融來說,往后仍然可做一些早期投資,集中在更細分的領域。”
比如李張魯剛投資的一個做物流領域貸款的公司,主要是給物流的從業人員做貸款。這種又苦又累的行業,銀行和大型金融機構不容易做。
“但是如果你先做的話,就可以對這個人群形成一個完整的信用模型。如果后來在這個市場中需要打仗,那么在同樣資金成本的情況下,只要你的模型更好,你就擁有了別人沒有的優勢,就可能更容易取得一席之地,并以此為據點,延展至物流相關領域的其他金融業務。”
創業和投資都需要偏執
李張魯坦言他喜歡偏執的創業者。“當然這種偏執是建立在他對整個行業和自己要做的事情有足夠多的思考上,有自己較為清晰的邏輯和路徑,而不是盲目的偏執。對于投資人也同樣適用。”
比如在投資中量網的時候,這個項目在華創內部討論時曾一度不被看好,主要是因為切入期貨市場的中量網,市場似乎有些小,畢竟當時國內只有20多萬玩家。除此之外,中量網創始人史強的個性比較強,有時會表現得比較偏執。
盡管在華創李張魯養成了謹慎的投資風格,但是面對他覺得有價值的投資,他還是會堅持。李張魯對中量網這個項目就是如此。他覺得中量網是他當時見過的戰略格局最高的互金項目之一。他認為期貨市場雖然小,但是與股票市場相比,用戶的付費意愿和付費實力非常高,就算只有十幾萬用戶也可以做到月收入上千萬。正因為如此,中量網從一開始就在盈利。
“好的投資人和創業者都需要偏執的精神,一旦認定方向就要堅持下去,就算每天都在刀尖上,那也甘之如飴。”
最終,華創成為中量網的第一個投資人;2014年底,中量網獲得景林資本主投的億元級別A輪融資;2015年6月,中量網宣布獲得由王亞偉的千合資本領投的A+輪融資。
好的投后是沒有投后
對于投資機構來說,投后管理是非常重要的一環。但李張魯告訴創業邦(微信搜索:ichuangyebang),“其實最好的投后管理是沒有投后管理。”
投資人的時間和精力都是有限的。在對整個行業的宏觀把控和資本運作上可能會有一定的戰略眼光。“但是具化到微觀層面,比如運營、法務、財會等,我們可能就沒創業者懂,正所謂術業有專攻。我們能為他們做的就是資源對接,從戰略的角度和創始團隊一起規劃好這個事情,剩下的事情需要創業者自己努力。”