植物对土壤加强作用及其生态护坡研究综述

在分析国内外学者关于植物对土壤加强作用力学效应研究现状基础上,分别从植物根系分布特征、植物根径与强度关系、单根拉伸与剪切试验、根-土复合体强度试验、根系加强边坡土体力学模型等方面介绍了主要研究成果.探讨了植物对土壤加强作用力学效应的研究趋势:定量研究根系地下部分形态特征、根系力学性能指标等,研究不同属种植物根系在稳定边坡、控制水土流失等方面的贡献,根系的弹性模量、泊松比等工程参数的获取,建立不同根-土复合体相互作用的力学模型等.     

植物根系吸水研究

根系是植物吸水的重要器官,由于其复杂的生理机理和长期生长在地下,所以对植物根系的研究滞后于地上部分。阐述了根系吸水机理、研究方法及吸水特性,旨在对植物根系的研究有所了解,以期为现代的根系吸水机理及吸水特性的研究提供一定的参考。     

生态型稳定剂协同植物根系固土特性及机理研究

为分析生态型稳定剂对植物根系固土特性的影响,对根系-生态型稳定剂-黏性土复合体进行直接剪切试验,研究了不同根系数量和不同生态型稳定剂含量条件下复合体的抗剪强度参数、剪切模量和总变形能量,结合试样产生的剪切位移,探究了边坡植被固土剪切特性及其加固机理。结果表明：植物根系的掺入增强了土体的抗剪强度;当生态型稳定剂质量分数大于1%时,其对复合体抵抗变形的影响较为明显;生态型稳定剂在土体中形成网状结构,促进土体内黏性土团聚体形成,增强了土体的黏聚力,与植物根系相互作用提高了土体抗剪强度特性。     

根系与格栅复合加筋土的力学特性试验研究

在土工格栅加固的边坡上种植生态植物,可以形成有效的生态护坡。为研究植物根系与土工格栅形成复合加筋土的力学机制,依托广西贵隆高速生态护坡工程,进行了素土、根系加筋土、格栅加筋土、根系与格栅复合加筋土的三轴固结不排水试验,对比分析了3种加筋土的力学特性。结果表明:植物根系、土工格栅均能提高加筋土的强度,其中根系与格栅的复合加筋效果最好;相较于素土、根系加筋土、格栅加筋土,根系与格栅复合加筋土的黏聚力分别增加了265.0%、101.0%、33.2%;保持最佳的土工格栅布置形式不变,根系与格栅复合加筋土的黏聚力随着含根量的增加出现先增后减的变化趋势,当含根量为0.5%时,黏聚力达到最大。对加筋土的三轴试验曲线进行分析,发现3种加筋土的应力-应变关系均符合邓肯－张模型,并获得了加筋土的邓肯－张模型参数,进一步通过试验数据对模型参数进行了验证。     

植物根系固土护堤功能研究

今年汛期，嫩江流域发生有史以来的特大洪水，几经奋战，最终取得抗洪抢险斗争的最后胜利。在抵抗洪水过程中，除了水工建筑物及人为的努力，在大堤护坡上种植的护堤植物对固土护坡也起到了显著的作用。该文通过对嫩江大堤护坡植物根系及土壤抗冲、抗蚀及抗剪强度的测定分析，发现同一地段土壤的抗冲、抗蚀（水稳性）指数及抗剪强度均是表土层大于底土层。植物根系有较强的固持土壤功能，土壤稳定性与植物根量关系密切，根量大，其抗剪强度就大。在现有的植物中，牛毛草的抗蚀能力最大，其固土护堤功能最强，应大力推广。     

小型水库塘坝植物护坡技术初探

比较全面地介绍了小型水库塘坝植物护坡的范围、护坡的形式，管理和效果以及护坡植物的种类，特性及适宜范围等。植物护坡已在临沭县库塘工程中推广应用并取得较好的工程效益。     

植物根系对土质边坡浅层稳定性影响分析

植被护坡工程中,先锋植物发达的根系能对边坡土体产生一定程度加筋作用而提高边坡的浅层稳定。用理正岩土软件和Ansys10.0数值计算软件,计算分析了一简单土坡潜在薄弱面的位置和状态。再以根系加筋理论为基础考虑边坡坡顶加筋、坡脚加筋和全坡面加筋3种工况,分析了根系加筋对边坡土体稳定性提高的幅度以及根系加筋对边坡体影响范围,以此来评价护坡植被根系提高土质边坡浅层稳定的效应,并为先锋物种的选取和搭配提供相应理论依据。     

小型水库塘坝植物护坡技术初探

比较全面地介绍了小型水库塘坝植物护坡的范围、护坡的形式、管理和效果以及护坡植物的种类、特性及适宜范围等。植物护坡已在临沭县库塘工程中推广应用并取得较好的工程效益。     

紫花苜蓿根系拉拔试验研究

为了研究紫花苜蓿根系的拉拔力学性质和评价其根系固土力学机制的增强效应,采用室外原位拉拔试验分析了影响苜蓿根系拉拔力的因素。试验结果表明：① 紫花苜蓿根系拉拔力随着直径、根长、根系表面积的增大而增大,抗拉力与直径增长趋势呈指数关系,根长L2（20~30 cm）比根长L1（10~20 cm）平均拉拔力增大了69.62%,根长L3（30~40 cm）比根长L2平均拉拔力增大了61.7%,根长L3平均拉拔力比根长L1增大156.16%。② 拉拔力随根系表面积的增大而增大;根长L2、L3的平均根系表面积分别是根长L1的2.28倍和5.17倍;根长L2、L3平均拉拔力分别是根长L1的1.70倍和2.66倍。③ 紫花苜蓿根系拉拔力与植物根径呈负相关,满足幂指函数关系。拉拔强度T的大小为T3 (30~40 cm)>T2 (20~30 cm)>T1 (10~20 cm),根长L2、L3的平均拉拔强度比根长L1的减小了14.70%,53.71%。     

河道护坡材料水工混凝土力学与透水性影响因素分析研究

为研究河道护坡材料水工混凝土力学与透水性受配合比参数影响规律,设计单轴压缩与透水试验,研究硅质掺量对混凝土力学特征均具有正向促进效应,且矿渣含量并不影响硅灰掺量对混凝土强度能力的影响,硅质掺量增大4％,抗压强度平均增大了15.5％.硅灰的存在会抑制混凝土透水性,透水系数与硅质掺量具有二次函数关系.矿渣掺量0～30％以内...     

滑坡区毛竹根系生长分布及其护坡效果研究

为研究护坡毛竹根(茎)系的生长、分布及其护坡效果,于2012—2016年对七星关区(原毕节市)何官屯镇北部大渔洞村某处毛竹生态护坡措施进行了为期5 a的调查监测研究。通过实地挖根及动态监测技术方法对研究区毛竹根(茎)系的生长、分布及其护坡效果等进行了调查研究。结果表明:毛竹种植后,毛竹根(茎)系的生物量逐年增加,根状茎的生物量增加速度高于根系的生物量增加速度;毛竹根(茎)系长度在水平方向上逐年增加,但增加幅度逐年递减,在2015—2016年研究区毛竹根(茎)系达到郁闭;研究区毛竹根(茎)系长度在垂直水平方向上逐年增加,但幅度逐年递减;研究区种植当年的护坡效果不明显,之后滑坡体沿坡面向下的平均位移量逐年递减,且在2015—2016年有趋于稳定的趋势。综合分析认为:研究区毛竹护坡随着种植年限增加,根系生长,其护坡能力大大增强,滑坡体在2015—2016年趋于稳定,毛竹护坡达到了预期的护坡效果,能够为今后同类地区滑坡的治理提供参考和借鉴作用。     

土石坝地基相互作用研究的现状与展望

对土石坝地基相互作用的研究进展作了简要回顾，并对各种研究理论进行了评述，同时对将混凝土坝地基及土结构相互作用问题的研究手段，直接移植到土石坝地基这种结构和地基都呈强烈非线性的研究的可行性提出质疑．重点对相互作用研究中的人工边界及地震输入机理问题进行了详尽的论述．最后，结合作者承担的课题对土石坝地基相互作用问题的研究进行了展望     

边坡综合防护系统探讨

分析了路基边坡的病害类型、原因和边坡的侵蚀机理,提出了边坡的防护类型、特点及防护类型的选择原则.     

紫穗槐根系对黄土边坡加固作用的试验研究

植物护坡措施对黄土边坡稳定及生态环境修复具有重要作用。通过对陕北治沟造地工程中黄土以及紫穗槐根系与黄土的复合土体抗剪强度的试验研究,分析了含水率及含根量对土体抗剪强度的影响。根土复合土体的抗剪强度符合库仑定律,并随着含水率的增大而减小;随着含根量的增加,附加黏聚力增量较大,变化范围为1.46~14.67 kPa;内摩擦角增量较小,变化区间为1.0°~3.5°。采用FLAC3D岩土工程数值计算软件分析了紫穗槐根系对黄土边坡的加固作用,含水率为12%的种植紫穗槐的坡体最稳定,安全系数最大为3.06。     

考虑水文效应的不同植被根系护坡效果数值分析

为对比不同类型植被根系在降雨条件下对坡体内水分运移影响和浅层固土效果,基于FLAC^3D软件的FISH编程模块进行二次开发,对间隔降雨大暴雨工况下3种不同植被类型根系固土边坡和未加固边坡分别进行数值计算,并与离心模型试验结果进行对比。结果表明:植被根系能够很好地阻止水分渗透,起到固土作用。heart根型加固边坡与素坡(未加固边坡)的水分运移规律截然不同,素坡表现为近坡表侧水分渗透速率快于远坡表侧;heart根型蒸腾作用最好,但plate根型两翼宽大更能抵抗浅层雨水冲刷与渗透,总的来说,heart根型最能减少坡体内部水分;tap、plate和heart 3种根型加固边坡最大水平向位移百分比分别减小52.22%、73.68%和70.24%,综合来看,heart根型更能减小内部位移,固土效果最好;数值模拟结果与降雨离心模型试验结果拟合趋势较好,验证了开发程序的正确性与有效性。研究成果为考虑更多工况与更复杂根型的模拟奠定了基础。     

抛石护岸工程试验研究

抛石护岸历史悠久,在长江中下游及国内外各大河 流中应用较为普遍。通过对块石与小颗粒石料的不同铺护方案及块石定点投抛的试验研究, 结果表明,抛石是较为理想的护岸材料,能很好地适应河床变形,粒径越小,其适应河床变 形的能力越强。抛石护岸工程效果与其粒径、覆盖率及石方量等有关。抛石在施工过程中, 在水深流速大的地方可做到在床面分布上相对比较均匀。     

传统护坡与生态护坡比较与分析

传统的护坡工程一般以水泥、石料、混凝土等硬性材料为主要建材，在设计上以力学的角度去思考边坡稳定，通常都以安全、经济为优先，忽略了生态修复，使边坡的生态功能恢复更加困难．生态防护技术的诞生顺应了人与自然共生的要求，提升了护坡工程建设的内涵．通过分析传统护坡和生态护坡的特点，对两种护坡形式进行了归纳分类，指出了它们的区别与联系，最后提出了传统护坡向生态护坡转变的主要途径．     

不同根系分布模式下的土坡抗剪性能研究

以香根草根系及其所在土壤构成的根-土复合体为研究对象,通过室内直剪试验,探讨不同含水率和垂直压力条件下,不同根系分布方式对复合体抗剪性能的影响。结果表明:根系数量和径级相同时,在土壤天然含水率和2～3 m土层压力下,当所有根系均垂直于剪切面时,根系分布越集中,对根-土复合体抗剪强度的提升越明显;当根系以不同的空间角度均匀分布时,根-土复合体抗剪强度相对于素土的增长率大小顺序为根系全部垂直的分布方式(M_a)根系全部呈45°倾斜的分布方式(M_b)根系一半倾斜45°一半垂直的分布方式(M_c)。在天然含水率条件下,随着垂直压力的增大,根-土复合体的抗剪强度增长率呈现先减小后增大的趋势;随着含水率增大,土体内摩擦角先增大后减小,黏聚力总体呈减小趋势。     

浅析安兴水库大坝护坡设计

土坝是最普遍采用的一种坝型。枢纽建筑物以坝为主体,对土坝坡面的保护,选择一种合理的护坡型式及结构设计就显得十分重要。护坡设计时应以安全可靠、就地取材、节省投资和工艺简单为原则,同时考虑周围环境和坝面美观的要求。分析了安兴水库大坝护坡的设计方法与设计思路。