边坡植被的护坡效应探讨

 边坡植被借助根系使边坡土体成为土与根的复合材料,从而明显提高了边坡土体的抗剪强度和安全稳定性,具有稳定土壤结构,提高土壤抗冲性,防治土壤侵蚀的作用;并且边坡植被地上部分的树冠、茎叶和枯枝落叶具有截留降雨和减弱高速落下的雨滴对边坡溅蚀的功能。但由于岩土介质的多变性和边坡植被受力的复杂性,目前的研究仍然停留在定性分析上。通过对边坡植被固土的力学相互作用和护坡效应的研究,探讨了边坡植被摩擦型根系和锚固型根系对边坡岩土体的力学作用机理,分析了边坡植被改善土壤环境,提高边坡的抗冲性,截留降雨,减弱雨滴溅蚀的效应。     

降雨条件下不同类型植被边坡稳定性的研究

降雨对植被边坡稳定性的影响是目前生态护坡领域研究的热门话题。基于Midas GTS/NX软件,结合张家口地区某边坡工程背景并选取当地常见的护坡植被,针对裸露边坡、高羊茅(Festuca arundinacea)植被边坡、小叶黄杨(Buxus microphylla)植被边坡以及高羊茅-小叶黄杨混合植被边坡4种工况,对降雨条件下边坡内部土体孔隙水压力随时间的变化以及边坡稳定性的大小进行对比分析。结果表明：在相同的降雨强度和降雨时长条件下,3种植被边坡的入渗速率均小于裸露边坡,植被边坡相对于裸露边坡有着更好的持水能力。在4种不同类型的植被边坡中,高羊茅植被边坡孔隙水压力增幅最小,位于坡顶、坡面、坡底的土体仍然维持了部分基质吸力,高羊茅植被减小了降雨的影响深度。降雨结束后,高羊茅植被边坡较其他植被边坡安全系数最大,高羊茅植被增加了边坡土体的有效应力,更能有效地提升边坡的稳定性。上述研究旨在为降雨对植被边坡的影响提供参考,为半干旱地区的植被护坡技术提供指导。     

几种典型边坡植被的护坡效益分析

以成渝高速永川段为例,以“景观过渡带（小乔木＋地被植物）＋坡面防护带（灌木＋草本植物）”的建坪模式为基础,研究西南地区几种典型边坡植被在自然降雨条件下的产流、产沙特征,比较其年际间差异．结果显示：一年生草本植物（狗尾草）所在群落生长快、成坪早,在建坪初期（2010年）即显示出较强的护坡性能,而多年生草本植物（黑麦草、狗牙根、高羊茅、野牛草等）所在群落却普遍较差;次年汛期,除狗尾草所在群落外,多年生草本植物所在群落的护坡性能均明显高于前一汛期,以刺玫花＋黑麦草、棉槐＋狗牙根配置模式增长最快;2012年汛期,具有发达根系结构的狗牙根所在群落护坡性能最强,狗尾草所在群落的护坡性能最差．可见,在相同的种植密度、建植措施条件下,边坡植被的护坡性能与所在群落的结构特征有关：建坪初期,与地上生物量呈正相关,后期则与根系重量正相关．     

岩质边坡植被恢复研究

基于生态护坡技术和植被群落构建思想,根据边坡修复中采用不同的生态护坡技术和植物物种选择而呈现出的多样的恢复效果,从边坡特点与护坡技术、植生基材设计与配比、植物配置和植被群落构建的关系等方面,对深圳几个岩质边坡人工生态恢复工程案例进行研究.     

植被根系浅层加筋作用对边坡稳定性的影响

植被浅层加筋对边坡稳定性具有积极作用,本文研究了水平与竖向植物根系对边坡加固的影响.首先分析了植被护坡机理,重点对植被的浅层加筋效果进行分析;然后设计了一种能够考虑加筋作用导致地层各向异性的边坡稳定性算法,该算法可通过整体不平衡力对边坡稳定性进行判别;最后进行了三种不同工况边坡的稳定性分析.研究表明:植被浅层加筋效应仅在坡顶和坡趾附近起到一定作用,对边坡整体滑移面形态几乎不产生影响;在坡顶处水平根系加固效果强于竖直根系,在坡趾处竖直根系加固效果更佳.因此,要使生态护坡起到更好的效果,需在边坡不同位置栽种不同根系类型的植物,如在坡顶和坡趾分别种植水平和竖向根系植物.     

公路边坡植被保护的探讨

在研究植物固土护坡功能的基础上，本文还提出了适应东北地区气候的一系列草本、木本等植物，并对其形态、生态特征进行总结归纳，为东北地区的护坡工程的实施提供选择依据。     

边坡段水平受荷桩桩前土抗力折减效应的模型试验研究

为解决由于边坡存在造成的土抗力折减问题,开展了黏性土中平地及不同边坡条件下的基桩水平加载室内模型对比试验.试验结果表明,两种工况下水平受荷桩的荷载变形曲线及内力变化规律基本一致,但位于坡体上的基桩的承载能力明显折减,而该折减效应与边坡角度及桩位于边坡的位置紧密相关.进一步量化分析了土抗力折减效应的影响因素,提出了折减效应与桩位于边坡的位置和边坡角度的定量关系.在此基础上,通过对坡体上极限土抗力和初始刚度的合理修正,建立了可考虑边坡处土抗力折减效应的水平受荷桩的p-y曲线计算公式.理论计算值与已有的试验结果的对比表明两者吻合较好.     

高速公路边坡植被防护技术探究

本文通过对国内外高速公路边坡植被防护技术的发展状况进行详细的分析,提出边坡植被防护几种有效措施,因地制宜地选择了不同的防护措施,使其与沿线环境相协调,将取得较好的效果。     

论植被混凝土岩石边坡绿化

本文对植被混凝土岩石边坡绿化技术及配方、挖方岩石边坡卸荷及绿化时机进行理论探讨,并结合实际,详细介绍了石狮坂水电站岩石高边坡绿化工程实践。     

攀西高速公路路堑边坡植被生态建设设计

通过对四川攀西高速公路路堑边坡自然条件及景观特点分析,提出了采用有机基材喷播、植生带护坡技术、直接栽植酸浆草、培地茅护坡、二步施工法护坡技术并结合边沟外侧碎落台绿化等措施达到植被生态建设的目的.     

降雨型堆积体滑坡大尺寸模型试验

以堆积体坡为研究对象,进行了大尺寸模型边坡试验,研究了降雨条件下堆积体边坡渗流、变形、破坏的规律,探讨了声发射作为预警的判据.结果表明:浸润面到达后水的体积分数持续增加,增加到峰值后,地下水水位才开始增高.坡顶的位移较大,坡趾的位移较小,位移的增大有一个加速过程.在滑坡启动的瞬间,倾斜角突然增大,加速过程极短.边坡失稳过程中声发射撞击数先缓慢上升再急剧上升.边坡失稳与坡面径流和细粒迁移密切相关.     

逆倾岩层边坡稳定性物理模拟研究

运用模型试验,分析了海州露天煤矿南帮E_(10)区段边坡随露天开挖的应力变化和岩移特征.阐明了太平中部三号断层对该边坡区段稳定性控制作用,揭示了边坡岩移机理和潜在滑坡模式.     

公路岩质边坡应力监测离心模型试验与应用

对公路岩质边坡的支护锚杆进行应力监测,并依此评价边坡稳定性时,存在应力变化规律与预警值难以准确确定的问题.基于离心模型试验与现场试验的方法,以广陕高速一段岩质边坡为例,对该问题进行研究.结果表明:通过模型试验可得出边坡失稳前的应力变化曲线,利用幂函数对其进行拟合,结合预警百分比的方法确定应力监测的预警范围;根据现场试验监测结果得出,采用离心模型试验的成果对边坡的稳定性进行应力监测评价具有可行性,监测过程中应兼顾周边环境的影响.     

降雨作用下堆积体岸坡变形破坏模式模型试验研究

为了进一步探究降雨作用下堆积体岸坡变形破坏模式,自主设计制作了物理模型试验系统,通过三峡库区某堆积体滑坡现场取样,在测定土样基本物理力学参数后,开展了降雨作用下不同坡角的堆积体岸坡模型试验,主要分析了不同坡角下岸坡模型的变形破坏特征及破坏模式。结果表明：坡度对岸坡变形破坏特征影响显著,坡角较大(60°与50°)时,坡体易出现浅层滑动破坏,坡角较缓(40°)时,容易出现深层滑动,35°及更小坡角时,未出现明显的变形破坏;浅层滑动破坏规模较小,变形自下而上牵引,演化发生所需的时间较短,而深层滑动破坏规模较大,变形自上而下推移,所需时间更长;降雨作用下堆积体岸坡变形破坏可分为软化剥蚀—蠕动变形—明显滑动三个阶段,变形破坏模式表现为雨水入渗→表层饱和→土体软化→饱和区扩大→土体沉降→坡顶裂隙出现→坡脚变形/坡体整体变形→浅层滑面/深层滑面→浅层破坏/深层破坏。     

降雨边坡试验研究进展及关键问题

 滑坡的产生与降雨有着密切联系,雨水入渗不仅可以改变边坡土体的水分分布,而且可以导致土体强度大大降低,从而可能成为触发边坡失稳破坏的主要因素。针对降雨入渗作用下的边坡稳定性,基于对近年来国内外降雨边坡试验研究成果的梳理总结,分析了降雨条件下滑坡的成因机制,着重分析了降雨入渗作用下的室内边坡模型试验和现场边坡试验的研究思路、试验方法及试验技术,探讨了目前室内降雨边坡模型试验与现场降雨边坡试验的优点及其不足之处,以及进一步发展需要解决的关键问题。     

基于光纤光栅传感技术的加筋边坡模型试验

以边坡模型试验为例,证明光纤光栅传感技术在克服电磁干扰、提高耐久性等方面的优越性.边坡模型在加载至36 kN时,坡面开始较明确的裂缝,在完成39 kN加载后,坡面出现更多裂缝,并且裂缝逐渐发展贯通,证明边坡已经发生破坏,坡面裂缝贯通,部分土体沿坡面滑落.最后,利用试验数据剖析了加筋边坡的工作机理,阐述了土工格栅对提高边坡稳定性的意义.     

山区贴坡路堤工作性状模型试验研究

随着我国西部大开发建设的深入和公路建设的发展,贴坡高填方路堤已经成为西部高等级公路常见的路基形式.结合山区高速公路建设的实践,采用大型室内模型试验,对贴坡路堤工作性状进行了研究,重点介绍了该模型的试验设计、测试和试验数据分析方法.主要对试验过程中路堤内部应力、坡面位移进行了观测和分析,得出了在顶部静载作用下路堤的工作性...     

黄土斜坡变形失稳破坏特征的振动台模型试验

基于低含水率黄土纯土层、低坡角斜坡、1∶25相似比的振动台模型试验,研究了黄土斜坡在地震作用下的变形发生和失稳破坏过程及其加速度和应力响应特征,对典型黄土斜坡强震失稳机制进行了探讨.试验表明:黄土斜坡对输入地震波存在着明显的临空面放大效应以及垂直放大效应;在烈度为VII度的地震荷载作用下,斜坡模型在其坡顶前缘处发生了最初的张性裂缝,随着地震强度的增加,斜坡顶部的张性裂缝逐渐由前缘向后缘推进,最终形成一系列的永久性张性破坏;在烈度为IX度的地震作用下,模型顶部出现了明显的震陷,呈现出典型的震陷型滑坡的特点.     

高承台支桩群桩效应模型试验

设计缩尺模型试验,通过改变桩间距、支部位置、支部数量的模型桩试验与等截面桩试验的对比分析,研究砂土中高承台支桩的群桩效应。试验结果表明,含有支部结构的模型桩,其Q-s曲线多呈缓和形态,其具有优异的承载性能及抗沉降表现;桩间距对支群桩的影响不明显,支群桩的承载力随着支数、支层数的增加而增大,其沉降呈现减小的趋势,支层数的影响最为明显;在弹性阶段,支群桩的桩端阻力、支端阻力与支群桩的沉降位移呈线性正相关;支群桩的各桩桩侧的支部结构有效的分担部分荷载份额,其边桩优先比中桩发挥作用;支桩的群桩效应系数η基本接近于1,其各桩的承载力基本等同于单桩承载力。     

边坡位移时序预测的组合模型研究

将边坡变形预测看作一个特殊的凸二次规划问题,以加权一阶局域法（AOLMM）、Lyapunov指数预报法以及神经网络预测方法（ANN）为基础,建立了边坡变形预测的组合模型,应用动态规划方法求解组合预测模型的最优解,以达到有效利用各种预测方法提供的信息和提高模型预测精度的效果．通过工程实例研究表明,该组合预测模型较单一预测模型精度有较大提高,表明组合预测模型的可行性及有效性．