巖質(zhì)邊坡生態(tài)防護(hù)-匯報(bào)專用-終稿

巖質(zhì)邊坡生態(tài)防護(hù)

的研究與應(yīng)用東南大學(xué)

12/9/2022樞粘遇跺麓麗盈傭葷署翟唯邢簧各舅芳工窗替星損搭菩并孵拓船那么科孺囊?guī)r質(zhì)邊坡生態(tài)防護(hù)——匯報(bào)專用-終稿巖質(zhì)邊坡生態(tài)防護(hù)——匯報(bào)專用-終稿匯報(bào)提綱本次匯報(bào)主要內(nèi)容〔包含以下幾個(gè)方面〕12/9/2022飲套燥船兵卞姻筑貞境吞藤帆錘暇揣影樁待塹纓翼頗孩優(yōu)嘛究嚇韓快舔藉巖質(zhì)邊坡生態(tài)防護(hù)——匯報(bào)專用-終稿巖質(zhì)邊坡生態(tài)防護(hù)——匯報(bào)專用-終稿巖質(zhì)邊坡生態(tài)防護(hù)技術(shù)研究現(xiàn)狀國(guó)外研究現(xiàn)狀植被生態(tài)護(hù)坡的研究在興旺國(guó)家起步較早。在歐美方面，如今在邊坡防護(hù)中,根本廢止了漿砌片石和噴射水泥砂漿護(hù)面等破壞自然環(huán)境的工藝,取而代之的是各種柔性支護(hù)和綠化措施,根本上實(shí)現(xiàn)了全路段綠化。目前常用的護(hù)坡方法有活枝捆垛、活支扦插、樹枝壓條打等，主要應(yīng)用于公路邊坡的植被防護(hù)用河堤護(hù)岸。另外液壓噴播技術(shù)自20世紀(jì)50年代創(chuàng)造后至今也獲得了廣泛應(yīng)用。20世紀(jì)80年代又創(chuàng)造了三維網(wǎng)植草護(hù)坡方法。在亞洲，目前日本在植被護(hù)坡工程技術(shù)研究方面處于領(lǐng)先地位。從70年代開始，隨著高速公路的大規(guī)模建設(shè)，邊坡綠化技術(shù)得到了長(zhǎng)足的開展。12/9/2022懸厭皂寅府殲酋膘勛酒鴉酥摳浴頃模銅柏拋敞難傻礙下藏仲鎳右緩季那么救巖質(zhì)邊坡生態(tài)防護(hù)——匯報(bào)專用-終稿巖質(zhì)邊坡生態(tài)防護(hù)——匯報(bào)專用-終稿國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀國(guó)內(nèi)在生態(tài)護(hù)坡方面研究起步較晚，特別在巖石邊坡綠化方面經(jīng)驗(yàn)比較匱乏,在我國(guó)主要是通過(guò)引進(jìn),消化國(guó)外的先進(jìn)植草技術(shù),如客土噴播技術(shù)、三維網(wǎng)植生技術(shù)、噴混植草技術(shù)等。不過(guò)，至目前為止，相關(guān)研究正在逐漸增多。許文年等[1]對(duì)既具有一定強(qiáng)度適用巖石邊坡防護(hù)，又能適合植物生長(zhǎng)到達(dá)綠化目的的新型生態(tài)環(huán)保技術(shù)一植被混凝土邊坡防護(hù)綠化技術(shù)進(jìn)行了一定的研究，將此技術(shù)成功應(yīng)用于巖石邊坡的防護(hù)和綠化上。蔣德松等[2]采用人工噴雨模擬降水的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)方法，得到不同草種在不同降雨強(qiáng)度下與巖質(zhì)邊坡沖刷的關(guān)系，為巖質(zhì)邊坡生態(tài)防護(hù)植被的選擇提供了依據(jù)。

12/9/2022苫蘊(yùn)猶汗昂永釋聘性政婿捻和薊弘掇蕩擎咐淪解欠痹嶼抬拿閱儒濰啡迭狀巖質(zhì)邊坡生態(tài)防護(hù)——匯報(bào)專用-終稿巖質(zhì)邊坡生態(tài)防護(hù)——匯報(bào)專用-終稿趙明華等人[3]在巖質(zhì)邊坡植被抗沖刷室外試驗(yàn)的根底上，進(jìn)一步研究各草種在不同邊坡坡度、不同固土格式情況下性能的優(yōu)劣，以及不同固土方式的固土機(jī)理，并從中挑選出最適宜工程實(shí)際使用的草種。

楊宇等人[4]利用三維有限元對(duì)破碎巖質(zhì)邊坡巖面上采用不同固土結(jié)構(gòu)的受力性能與穩(wěn)定性進(jìn)行了研究，并應(yīng)用于廣西寨任路工程實(shí)踐。

陳永安等人[5]對(duì)我國(guó)高速公路巖石邊坡采用的幾種主要生態(tài)防護(hù)技術(shù)的技術(shù)原理、根本工藝流程以及優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了分析。12/9/2022炊肥禹碧沉詩(shī)己武切拼混烷丘知單侶棠淀舊怎堡恢滔老轎休籬戰(zhàn)們絢淫餞巖質(zhì)邊坡生態(tài)防護(hù)——匯報(bào)專用-終稿巖質(zhì)邊坡生態(tài)防護(hù)——匯報(bào)專用-終稿巖質(zhì)邊坡生態(tài)防護(hù)技術(shù)

與傳統(tǒng)防護(hù)措施的比較我國(guó)西部地區(qū)多崇山峻嶺，公路建設(shè)常遇到大量易風(fēng)化巖石挖方邊坡，其防護(hù)工程量大面廣。對(duì)于巖質(zhì)邊坡的防護(hù)，近些年來(lái)，多采用的方法是抹面、噴漿、勾縫、灌漿和砌護(hù)面墻等傳統(tǒng)方法。鐘守賓等人[6]分析了傳統(tǒng)防護(hù)方法長(zhǎng)期防護(hù)效果，并由此總結(jié)了如下三點(diǎn)傳統(tǒng)防護(hù)方法的缺陷：

①設(shè)計(jì)平安性差②防護(hù)措施落后③無(wú)視生態(tài)保護(hù)的重要性相比而言，生態(tài)防護(hù)具有如下的優(yōu)點(diǎn)：對(duì)邊坡的防護(hù)作用主要是利用植物根系固定坡土，利用植物的莖和葉對(duì)邊坡的覆蓋防止水流對(duì)坡面沖刷以及對(duì)坡面的吹蝕所造成的水土流失，增加邊坡的穩(wěn)定性，美化路容，保護(hù)環(huán)境；造價(jià)低廉，節(jié)省人力物力財(cái)力。12/9/2022蛹巋碟景青犯謀勃鐐無(wú)鬼柱溜踐求暴譚嗜澄酒崔卞輕峽炬饒憤楔教媒汕其巖質(zhì)邊坡生態(tài)防護(hù)——匯報(bào)專用-終稿巖質(zhì)邊坡生態(tài)防護(hù)——匯報(bào)專用-終稿巖質(zhì)邊坡生態(tài)防護(hù)的方法以及

不同固土方式的比較巖質(zhì)邊坡生態(tài)防護(hù)的方法客土噴播噴混植草液壓噴播三維植被網(wǎng)植草等邊坡植物防護(hù)采用的是土工固土物與外來(lái)客土噴播于巖質(zhì)邊坡上，然后再播撒種子的方案。工程上常用的固土結(jié)構(gòu)主要有

菱形鐵絲網(wǎng)土工格室三維網(wǎng)墊嫂嘔嫩謗綽拋蔚界猖丘哼預(yù)磷恥抓武晨蔥斷墟襪侯刀棘寸狠唁蔓廢癢琶枝巖質(zhì)邊坡生態(tài)防護(hù)——匯報(bào)專用-終稿巖質(zhì)邊坡生態(tài)防護(hù)——匯報(bào)專用-終稿圖1室內(nèi)試驗(yàn)降雨強(qiáng)度與沖刷量關(guān)系圖趙明華等[3]根據(jù)室內(nèi)模擬試驗(yàn)，得到各種固土方式下，不同草種在不同降雨強(qiáng)度、不同坡角下邊坡的沖刷情況。12/9/2022窮檬答欽娥簇卡源胡姆鞋勇噎嫁術(shù)仿檀咕萬(wàn)昂垛慢閏偏禽壽唁和窄驅(qū)霹院巖質(zhì)邊坡生態(tài)防護(hù)——匯報(bào)專用-終稿巖質(zhì)邊坡生態(tài)防護(hù)——匯報(bào)專用-終稿室內(nèi)試驗(yàn)說(shuō)明，抗沖刷能力

土工格室三維網(wǎng)墊菱形鐵絲網(wǎng)＞＞從室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果可見，邊坡到達(dá)某一臨界坡角后，單位長(zhǎng)度邊坡土體沖刷量隨坡角的增大而減小。三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，本身具有較強(qiáng)的抗拉強(qiáng)度,在固土層起著加筋的作用,能增強(qiáng)土的抗剪能力。草根發(fā)育后，根系與網(wǎng)筋糾結(jié)在一起，能形成一個(gè)具有很高抗拉強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度的板塊結(jié)構(gòu)，在坡面形成一保護(hù)層，保證坡面免受沖刷，增強(qiáng)穩(wěn)定性。12/9/2022疏映屹縷展唱述巍拼并關(guān)寧甄口唬偷喜揀茁糊飯守莎校孔攬音抱貴躬格傣巖質(zhì)邊坡生態(tài)防護(hù)——匯報(bào)專用-終稿巖質(zhì)邊坡生態(tài)防護(hù)——匯報(bào)專用-終稿圖2植物根系護(hù)坡示意圖盧敦華，王星華[7]對(duì)巖質(zhì)邊坡生態(tài)防護(hù)技術(shù)的支護(hù)機(jī)理進(jìn)行了比較全面的研究，認(rèn)為其護(hù)坡作用主要是植被根系系統(tǒng)的作用，分析了植被深部根系系統(tǒng)的錨固作用、植被淺部根系系統(tǒng)的加筋作用、植被根系系統(tǒng)的水土保持作用以及植被根系系統(tǒng)的生態(tài)作用，為工程實(shí)踐提供了必要的理論指導(dǎo)。

巖質(zhì)邊坡生態(tài)防護(hù)的支護(hù)機(jī)理

12/9/2022鳥紀(jì)泅俺吱瑤征倦樟逛惹決陡全彈慰剁碴蚜撂拼娟菠稻乃扼擾猾那劑減察巖質(zhì)邊坡生態(tài)防護(hù)——匯報(bào)專用-終稿巖質(zhì)邊坡生態(tài)防護(hù)——匯報(bào)專用-終稿植被深部根系系統(tǒng)的錨固作用植物的垂直根系穿過(guò)坡體淺層的松散風(fēng)化層，錨固到深處較穩(wěn)定的巖土層上，起到預(yù)應(yīng)力錨桿的作用。在植被覆蓋的斜坡上，植物相互纏繞的側(cè)向根系形成具有一定抗張強(qiáng)度的根網(wǎng)，將根際土壤固結(jié)為一個(gè)整體；同時(shí)垂直根系的淺層根際錨固到深處較穩(wěn)定的土層上，更增加了土體的穩(wěn)定性。12/9/2022佳巡易腫蚤登敝熏椿青尊髓蔓菏豹哆抵掠氟饅秘竹貴鏟撇梗寂腥楔王佳澎巖質(zhì)邊坡生態(tài)防護(hù)——匯報(bào)專用-終稿巖質(zhì)邊坡生態(tài)防護(hù)——匯報(bào)專用-終稿隨著深度的增加RAR迅速減小，到1.2m以下時(shí)根的含量已經(jīng)很??；在水平斷面上RAR一直很小，這說(shuō)明大局部根是水平伸展的側(cè)根。植被淺部根系系統(tǒng)的加筋作用圖3RAR隨深度的變化曲線圖土中根的含量不同，根對(duì)土的加筋作用的效果不同，植物對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響程度也就不同。

根據(jù)Shields和Gray1993年[8]在美國(guó)加利福尼亞州所做試驗(yàn)結(jié)果，RAR隨深度的變化曲線如右圖3所示。

根的面積比率〔RAR〕：指在一個(gè)土層斷面上(水平垂直斷面)根的截面面積占總斷面面積的比率。12/9/2022任和唇轅羞菲燥淖涌玉噎捐亭態(tài)鋼三卑硅蓉迅酣篙溉命漂褒舍瘴蔥艇慶展巖質(zhì)邊坡生態(tài)防護(hù)——匯報(bào)專用-終稿巖質(zhì)邊坡生態(tài)防護(hù)——匯報(bào)專用-終稿根據(jù)文獻(xiàn)[9]、[10]可知，根纖維提高土的抗剪強(qiáng)度主要是通過(guò)根土接觸面的摩擦力把土中的剪應(yīng)力轉(zhuǎn)換成根的拉應(yīng)力來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

圖4根系受力變形圖12/9/2022背捐氰旨密請(qǐng)鑿趴噴僻棲韭歌色詣侍碟洽叉快楓摸朝破智棚貴倘瑤棚瘩鈴巖質(zhì)邊坡生態(tài)防護(hù)——匯報(bào)專用-終稿巖質(zhì)邊坡生態(tài)防護(hù)——匯報(bào)專用-終稿首先假設(shè)根的外表受到足夠的摩擦力和約束力使根不至于被拉出，那么當(dāng)土中有剪應(yīng)力發(fā)生時(shí)，根的錯(cuò)動(dòng)位移會(huì)使根伸長(zhǎng)從而使根內(nèi)產(chǎn)生拉力，沿剪切面切線方向的分力可直接抵抗剪切變形，沿法線方向的分力可增加剪切面上的正應(yīng)力，故而根土復(fù)合體抗剪強(qiáng)度的增長(zhǎng)為由上述分析可知，土中根系的存在相當(dāng)于在土體中起了加筋作用，會(huì)引起土體抗剪強(qiáng)度增加以及邊坡穩(wěn)定性系數(shù)提高。12/9/2022汁庶滌軌鵑羽德駭販堤詭構(gòu)罕錠吩死葷丙秘喝跺綠醉合屯審帖卯悠貼頸軟巖質(zhì)邊坡生態(tài)防護(hù)——匯報(bào)專用-終稿巖質(zhì)邊坡生態(tài)防護(hù)——匯報(bào)專用-終稿側(cè)向根系與土壤相互作用的力學(xué)原理植物根系在土中錯(cuò)綜盤結(jié)，使邊坡土體在其延伸范圍內(nèi)成為土與草根的復(fù)合材料，草根可視為預(yù)應(yīng)力的三維加筋材料。

圖5根系對(duì)土體的加筋作用根據(jù)摩爾-庫(kù)侖準(zhǔn)那么,草根加筋增加土體的粘聚力c值，使其破壞線向上平移Δc；另外,草根的張拉限制了土體側(cè)向變形，使σ3增大到σ3+Δσ3,從而使摩爾圓向右平移Δσ3，如圖3所示。秤婆技瀑咒佳鵑號(hào)臟戒造煽呼勃銥昌崔刻霍妒預(yù)札數(shù)檄悼扁氧曰苑瞪固蛙巖質(zhì)邊坡生態(tài)防護(hù)——匯報(bào)專用-終稿巖質(zhì)邊坡生態(tài)防護(hù)——匯報(bào)專用-終稿蔡強(qiáng)國(guó)[10]對(duì)4種壓應(yīng)力作用下有根土和無(wú)根土樣進(jìn)行三軸剪切試驗(yàn)，如以下圖6與圖7所示。圖6有根和無(wú)根砂性土土抗剪強(qiáng)度比較圖7有根和無(wú)根黏性土抗剪強(qiáng)度比較12/9/2022世楞快常聶序虞駛帶衷幻檔桐紐捂甘己伎遷涂耿氟長(zhǎng)亢起技貌澆凡旨氦洪巖質(zhì)邊坡生態(tài)防護(hù)——匯報(bào)專用-終稿巖質(zhì)邊坡生態(tài)防護(hù)——匯報(bào)專用-終稿植被根系系統(tǒng)的水土保持作用植被根系系統(tǒng)的水土保持作用主要表達(dá)在防水和防滲兩個(gè)方面。根系吸收坡體內(nèi)水分必然降低土體的孔隙水壓力，進(jìn)而提高土體的抗剪強(qiáng)度。植物根系越深，吸收水分的范圍越廣，降低土體的孔隙水壓力的作用的范圍也就越大，越有利于邊坡的穩(wěn)定。植被能攔截高速下落的雨滴、分散雨滴、減少滴濺能量及飛濺的土粒。此外，由于植被根系的存在，對(duì)土壤具有固結(jié)作用，增加土壤水下滲，而且根系分泌物及腐殖質(zhì)對(duì)土壤具有黏結(jié)作用，減少土粒沖刷與淋溶，有效減小水滲流對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響。12/9/2022寺欺祭耍份己凡點(diǎn)毯閩厲宅閘燈詞渤頹哄瞄侄都瘩咬礎(chǔ)補(bǔ)驅(qū)坡劇朗私附早巖質(zhì)邊坡生態(tài)防護(hù)——匯報(bào)專用-終稿巖質(zhì)邊坡生態(tài)防護(hù)——匯報(bào)專用-終稿研究人員對(duì)地下水滲流對(duì)無(wú)根系邊坡和有根系邊坡穩(wěn)定性影響做過(guò)比較，結(jié)果如以下圖8與圖9所示。圖8無(wú)加筋時(shí)1：0.5邊坡的平安系數(shù)圖9加筋時(shí)1：0.5邊坡的平安系數(shù)12/9/2022偏砰云鍋幾維些柜迎津穴膳毖跡侈別苛昏帕尺邊式雀湛鳳困芝暈顱推吵疫巖質(zhì)邊坡生態(tài)防護(hù)——匯報(bào)專用-終稿巖質(zhì)邊坡生態(tài)防護(hù)——匯報(bào)專用-終稿植被根系系統(tǒng)的生態(tài)作用巖質(zhì)邊坡外表巖石的風(fēng)化是化學(xué)作用與物理作用共同的結(jié)果。在沒有植被覆蓋時(shí)，巖石完全地暴露在空氣中，而在植被護(hù)坡后巖石被其上的植被和基材所覆蓋，這個(gè)過(guò)程中就相當(dāng)于酸雨或含有此類氧化物的水化物〔反響物〕的濃度降低，進(jìn)而使反響速度減小。從物理風(fēng)化方面來(lái)說(shuō)，主要是由于溫差的變化使得本來(lái)就存在微裂縫的巖石產(chǎn)生了膨脹力，使得巖石破碎，植被護(hù)坡后其溫度保持在一定的值，不會(huì)產(chǎn)生很大的溫差，因此物理風(fēng)化減少。12/9/2022個(gè)屯銜莢側(cè)巡懶想渠遜胡永領(lǐng)磺揉秋小測(cè)奶陪硼盎鎬鉑均些沮籃捌褒鉻漳巖質(zhì)邊坡生態(tài)防護(hù)——匯報(bào)專用-終稿巖質(zhì)邊坡生態(tài)防護(hù)——匯報(bào)專用-終稿總結(jié)與展望生態(tài)防護(hù)技術(shù)是一種新型的邊坡護(hù)坡技術(shù)。生態(tài)植被的莖葉能攔截雨滴，使雨滴擊打坡面的時(shí)機(jī)大大降低，減小了擊濺侵蝕強(qiáng)度[12]。此外，生態(tài)植被根系具有很好的固土能力，增強(qiáng)了淺層土的抗剪強(qiáng)度，具有淺層加固作用。當(dāng)植被通過(guò)根部吸收及蒸發(fā)作用改變了斜坡水文條件時(shí)，便增加了土體斜坡的穩(wěn)定性。巖質(zhì)邊坡生態(tài)防護(hù)技術(shù)遵循人與自然和諧共處的原那么，最大程度上保護(hù)了自然環(huán)境，維持了生態(tài)平衡，促進(jìn)了生態(tài)的良性循環(huán)。針對(duì)于我國(guó)在巖質(zhì)邊坡生態(tài)防護(hù)方面的研究起步較晚，研究還不夠全面深入的現(xiàn)狀，相關(guān)方面應(yīng)該加大力度，充分系統(tǒng)地探討防護(hù)機(jī)理，研究最適合實(shí)際工況的防護(hù)技術(shù)，促進(jìn)人與自然和諧共處。12/9/202220場(chǎng)廄酣滑盧唐遮村桶策倚麓慶雙獵能暫反睫押抒煞英狡患工押呢虐型勘瑣巖質(zhì)邊坡生態(tài)防護(hù)——匯報(bào)專用-終稿巖質(zhì)邊坡生態(tài)防護(hù)——匯報(bào)專用-終稿REFERENCES[1].許文年,王鐵橋,李建林等.清江隔河巖電廠高陡混凝土邊坡綠化技術(shù)研究[J].水利水電技術(shù),2003,34(6):43~46.[2].蔣德松,蔣沖與趙明華,城市巖質(zhì)邊坡生態(tài)防護(hù)機(jī)理及試驗(yàn).中南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2021(05):第1087-1093頁(yè).[3].趙明華等,巖質(zhì)邊坡生態(tài)防護(hù)現(xiàn)場(chǎng)及室內(nèi)抗沖刷試驗(yàn)研究.湖南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2004(05):第77-81頁(yè).[4].楊宇,趙明華與陳昌富,高等級(jí)公路破碎巖質(zhì)邊坡生態(tài)防護(hù)技術(shù)研究,in2005全國(guó)博士生學(xué)術(shù)論壇〔交通運(yùn)輸工程學(xué)科〕2005:中國(guó)北京.第5頁(yè).[5].陳永安等,高速公路巖質(zhì)邊坡生態(tài)防護(hù)技術(shù)評(píng)述.中國(guó)水土保持科學(xué),2006(S1):第103-106頁(yè).[6].鐘守賓等,破碎巖質(zhì)邊坡生態(tài)防護(hù)技術(shù)研究.公路,2004(10):第174-177頁(yè).12/9/202