邊坡植被防護與加固機理及其應用關鍵技術

研究生課程考核試卷科目：教師：姓名：學號：專業(yè)：建筑與土木工程類別：專業(yè)上學時間：5月至7月考生成績：卷面成績平時成績課程綜合成績閱卷評語：閱卷教師(簽名)重慶大學研究生院邊坡植被防護與加固機理及其應用技術摘要：植被護坡能有效地克服工程辦法護坡局限性，在發(fā)揮固土護坡作用同步，能充分發(fā)揮植被景觀效應和環(huán)境效應，起到恢復生態(tài)、保護環(huán)境、美化景觀作用。本文對植物根系固土機理進行了進一步分析，并簡介了當前國內(nèi)外采用較多護坡技術。核心詞：邊坡、植被、防護技術、加固機理邊坡是自然或人工形成斜坡，是人類工程活動中基本地質(zhì)環(huán)境之一，也是工程建設中常用工程形式。近年來國內(nèi)經(jīng)濟發(fā)展迅猛，開礦、筑路、水利等基本建設日新月異。然而，國內(nèi)是一種多山國家，山地面積相稱遼闊，工程建設過程中大量開山、筑堤，形成諸多裸露坡面，不但會引起水土流失、引起滑坡、泥石流等地質(zhì)災害，并且破壞了原有地表植被，破壞了生態(tài)環(huán)境。工程建設對生態(tài)環(huán)境影響隨著規(guī)模增大而增長，己不再是某一地區(qū)或一定范疇內(nèi)局域性問題，而是影響到國內(nèi)生態(tài)環(huán)境建設總體目的實現(xiàn)全局性問題。而植被永遠是防止水土流失最積極因素，植物強勁根系和致密地表覆蓋不但可以涵養(yǎng)水源、保持水土，并且可以凈化空氣、保護生態(tài)、美化環(huán)境。由于邊坡綠化作用日益凸顯，國家己將綠化環(huán)保作為高速公路、鐵路驗收一種重要項目(占驗收總分10%)。用植被代替工程護坡，逐漸恢復被破壞生態(tài)環(huán)境，用草、花及灌木綠化美化邊坡，已成為當今公路、鐵路等建設必然規(guī)定，除某些不穩(wěn)定邊坡采用必要圬工砌體防護外，別的所有裸露邊坡涉及路塹、路基邊坡、取土、棄土場等所有進行植被綠化防護。邊坡植被防護技術就是運用植被涵水固土原理穩(wěn)定巖土邊坡淺表層，同步恢復生態(tài)環(huán)境一種新技術。是涉及巖土工程、土力學、材料力學、水土保持學、恢復生態(tài)學、植物學、土壤肥料學等多學科于一體綜合邊坡綠色防護技術。植被護坡技術研究逐漸成為一種正在開發(fā)具備學科交叉性新領域，按照《國家中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要（—）》，植被護坡技術研究特別植被根系固土機理研究應當是此后國家大力發(fā)展新興學科之一。因而，進一步開展植被根系固土機理和護坡技術研究，對于增進水土流失防治和生態(tài)環(huán)境建設，以及推動基本研究和交叉學科發(fā)展具備重要理論意義和現(xiàn)實意義。1老式邊坡防護與植被防護對比以往為了減少水土流失、防止邊坡發(fā)生失穩(wěn)破壞，常采用土木工程辦法對邊坡進行防護，如初期地表和地下排水到日后抗滑擋土墻、抗滑樁、漿砌片石、錨桿、灌漿、噴射混凝土、加筋土、土錨釘?shù)?，而采用植被辦法防護應用很少。隨著人們環(huán)境意識逐漸增強，恢復生態(tài)和保護環(huán)境成為項目開發(fā)和建設中不可回避問題，項目開發(fā)與環(huán)保必要同步兼顧才干增進經(jīng)濟可持續(xù)性發(fā)展。因而，邊坡防護目不但僅是保護坡面、穩(wěn)定坡體、減少水土流失，還必要同步兼顧恢復植被、豐富景觀。近年來，對邊坡采用植被防護進行生態(tài)恢復日益引起注重。生態(tài)護坡與老式邊坡防護相比具備明顯優(yōu)勢。前者可長效地發(fā)揮固土護坡、美化環(huán)境功能，費省效宏；后者不但造價高，景觀效果差，并且隨著時間推移，防護功能急劇下降，維護成本將增高。因而，在國內(nèi)外邊坡防護工程建設中，越來越傾向于采用植被辦法護坡或者運用植被防護和工程辦法相結合辦法。1.1老式邊坡防護弊端一方面，老式邊坡防護辦法生態(tài)景觀效果差。老式土木工程辦法護坡，雖然能保證邊坡穩(wěn)定，卻忽視了工程建設對生態(tài)環(huán)境破壞作用。加上許多工程邊坡盲目冒失地大量采用漿砌片石護坡及噴射水泥砂漿等防護方式，漿砌片石及噴射砂漿或混凝土等工程辦法完全封閉了植被生長環(huán)境，使得邊坡原有自然植被永遠不能恢復，永久性破壞了原有生態(tài)環(huán)境。缺少植物覆蓋邊坡，一方面不利于固土護坡，破壞了坡體，并且大量雨水直接流失，加大了對周邊地區(qū)沖刷，給農(nóng)田水利帶來不利影響。另一方面，也不利于改進邊坡景觀效果，大量裸露巖石和混凝土不但視覺效果差，形成了一片灰色世界，缺少生機與美感，與自然環(huán)境不協(xié)調(diào)，同步也不利于吸取陽光和汽車尾氣及凈化有毒物質(zhì)、凈化空氣和吸取噪聲等。另一方面，老式加固辦法易失效。老式土木工程辦法護坡，在初期防護效果較好，作用明顯，能保證邊坡穩(wěn)定。但隨著時間推移，護面墻表面、混凝土墻面等工程防護表面會在雨水、日照等影響下風化，隨著混凝土逐漸老化、鋼筋銹蝕加劇，防護工程強度逐漸減少，防護效果越來越差。此外，當坡面沒有被所有封閉時，下落雨滴在打擊坡面時，把動量傳遞給土體，產(chǎn)生分裂力使土體顆粒分離飛濺。在滴濺過程中，雨滴動量越大，撞擊分裂力越大，被濺出土粒數(shù)量也越多。地表徑流將己被滴濺分離土粒帶走，產(chǎn)生坡面侵蝕。這對采用老式辦法加固邊坡導致危害，如使坡面框架梁架空、虛脫、斷裂等，往往導致加固構造失效，導致邊坡失穩(wěn)。植被能攔截高速下落雨滴，減少雨滴數(shù)量、滴濺能量及飛濺土粒。更為重要是，植被可以抑制地表徑流并削弱雨滴濺蝕，從而能控制土粒流失，普通狀況下，土體流失量隨植被覆蓋率增長呈指數(shù)關系減少。最后，大量工程辦法使成本增高。過去，邊坡防護大量采用漿砌片石等防護方式，這些防護形式大量使用石料和勞力，破壞了自然環(huán)境，造價也較高。依照夏漢平[1]等記錄，在廣東等南方地區(qū)修建公路邊坡石砌工程造價普通在200元/m2，有些難度較大工程接近300元/m2。并且隨著時間推移其防護效果逐漸減少，無自我更新能力，必要經(jīng)常維護，施工難度大，費用增長。舒翔[2]等也有記錄顯示，厚約2m片石混凝土（漿砌片石）擋土墻綜合單價約為300元/m3，厚約0.5-1.5m漿砌片石護面墻綜合單價約為250元/m3，厚約0.3m漿砌片石護坡綜合單價約為250元/m3。1.2植被防護優(yōu)勢長期以來科學和實踐證明，植被具備改進生態(tài)環(huán)境、減少水土流失、涵養(yǎng)水源、固土固坡、改進氣候、吸毒滯塵等其她工程辦法所不具備作用。植被防護是一種經(jīng)濟、環(huán)保防治辦法與辦法，具備不可代替重要作用。植被護坡較之工程辦法護坡一種突出長處就是植被護坡環(huán)境效應和美化景觀效應。一方面，植被護坡可以恢復和重建原有地表植被，進而恢復原有生態(tài)系統(tǒng)，起到生態(tài)恢復和保護環(huán)境作用；另一方面，植被護坡有效克服了工程辦法景觀效果差缺陷，能有效地豐富、美化自然景觀。并且隨著社會經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展和人們生活水平穩(wěn)步提高，人們對環(huán)境和景觀美化追求愈來愈高，在防護和治理災害同步，越來越注重邊坡景觀效應。植物較之混凝土、巖石是具備生命活體，植物生長呈現(xiàn)勃勃生機，并且植物生長處在不斷變化中，從幼苗成長到形成茂密森林，從發(fā)芽展葉到花開花落，一年往復一年，寒來暑往，千姿百態(tài)形狀和變幻無窮色彩呈現(xiàn)出不同季相，形成豐富、富于變化景觀，顯示出一種動態(tài)變化之美，創(chuàng)造出良好環(huán)境氛圍，給人以詩畫般風韻和意境，使人們心情愉悅，感到安祥、舒暢和寧靜。植被辦法防護邊坡相比土木工程辦法防護邊坡具備如下長處，如表1所示。表1.植被辦法與工程辦法邊坡防護特點對比表邊坡防護特點植被辦法工程辦法目的功能以防止為主以救災為主有效作用時間永久起作用,有自我修復能力在有限時間段內(nèi)起作用景觀功能美化景觀,與環(huán)境協(xié)調(diào)形成地球傷疤,景觀效果差與環(huán)境關系改進環(huán)境,重建綠色破壞原有植被和環(huán)境運用自然資源有效開發(fā)運用自然資源消耗自然資源治理費用費用較低,多方面再生產(chǎn)費用較高,不能再生產(chǎn)與巖土體兼容性植被與巖土體兼容性好工程材料與巖土體兼容性差此外，植被護坡有兩個方面功能效應：（1）地面植被覆蓋層、樹冠、枝葉及枯枝落葉層可以截留雨水，制止地表徑流發(fā)生，從而有效減少坡面沖刷；（2）土體中大量分布側根和須根互相纏繞、盤根錯節(jié)，形成具備一定抗張強度根網(wǎng)，將根際土壤牢牢地包裹在一起形成一種整體，同步深粗垂直根系能進一步深處較穩(wěn)定土層中，把根際淺層土層錨固到深處較穩(wěn)定土層上，更增長了土體穩(wěn)定性。因而植被辦法可以有效防治水土流失、治理邊坡表淺層滑坡，有效提高邊坡淺表層土體強度，有效提高邊坡淺表層穩(wěn)定性。禾草、豆科植物和小灌木在地下0.75-l.5m深處有明顯土壤加強作用，樹木根系這種加強作用則可影響到地下3m甚至3m2植被根系固土力學原理近半個多世紀以來，國內(nèi)外許多學者已從不同側面和角度對植物根系固土護坡作用機理進行了大量研究和摸索，獲得了一定成果，重要體現(xiàn)為：（1）主根或粗根對邊坡巖土體錨固作用；（2）須根或細根對邊坡巖土體加筋作用，并由此形成了根系固土力學機制兩個理論：加筋理論和錨固理論。2.1植被根系固土加筋理論植物根系加筋理論是由加筋土理論衍生而來。所謂加筋土就是在土中按一定方向和間距鋪設一層或多層具備一定抗拉強度加筋材料與填土交替而成一種復合體。咱們懂得，土體具備一定抗壓強度，但它抗剪切強度較低，而抗拉強度更低，如果咱們在土內(nèi)摻入或鋪設適量加筋材料，可以不同限度地提高土強度并改進其變形特性，形成加筋土。2.1.1根系加筋作用分析由植物根系分布特點可知，根系在土體中分布呈網(wǎng)狀、縱橫交錯，隨著深度增長含根量由地表向下逐漸減少，在根系盤結范疇內(nèi)土體可看作由土和根系構成根-土復合材料，根系可以當作一種柔性加筋材料，而根土復合體可以看作是加筋土，只是土體中根系分布盤根錯節(jié)，遠比工程中加筋材料分布復雜得多，故將根系當作是對土體三維加筋，根土復合體則當作是三維加筋土。因而可按加筋土原理來分析含根土體受力狀態(tài)，即把土中根分布看作加筋材料分布，根系猶如加筋材料同樣對土體起到加筋增強作用，從而使得根土復合體強度明顯提高。對無根土體施加豎向荷載，土體將產(chǎn)生豎向壓縮變形和側向膨脹變形。隨著豎向荷載增大，土體壓縮變形和側向膨脹變形隨之加大，直到土體發(fā)生剪切破壞。當對根土復合體施加同樣豎向荷載，土體和根系將共同承受外荷載，土體和根系都發(fā)生變形，由于土體和根系變形模量相差很大，根系變形遠不大于土體變形，根系和土體間為了變形協(xié)調(diào)，根系和土體之間必將產(chǎn)生摩擦阻力來約束限制土體變形，因而在同樣豎向荷載作用下，根土復合體變形則會大大減小，要使具備相似物理特性含根土體破壞，則必要施加更大豎向荷載，如圖1所示，從而使原土體抗剪強度包線向上推移了一種距離△c，△c大小與根密度、強度和土顆粒性質(zhì)關于。故根系存在為土層提供了一附加“黏聚力”△c，從而使含根土體抗剪強度大大提高。而根土復合體強度特性重要體現(xiàn)為抗剪強度特性，因此根系加入變化了土力學性能，限制約束了土體變形。圖1.根系加筋作用圖理論計算表白，素土邊坡在發(fā)生滑坡之前，在自重或外荷作用下，坡頂會發(fā)生明顯下沉并浮現(xiàn)拉裂縫，坡腳附近則有較大側向位移，隨著坡頂裂縫開展和坡腳側向位移增長，潛在滑裂面上土體剪應變逐漸增大，當達到臨界值，滑裂面上土體突然下滑。而對于含根土邊坡，由于根系加筋作用，增長了根系土層抗剪強度，并限制其側向位移，從而增長了邊坡根系層穩(wěn)定性，有效地制止了邊坡淺層滑坡發(fā)生。2.1.2根系加筋作用力學模型最早對植物根系加筋作用進行描述是Waldron，她在1977年提出了簡樸加筋土力平衡模型[3]，此模型是Mohr-coulomb強度方程修正形式：（1）式中：—加筋土體剪切強度；—加筋引起剪切強度增長值。GrayandAlRefeai(1986)采用這個模型描述加筋土變形和破壞機理，推導出根系與剪切平面垂直和斜交時剪切強度增量[4]。土體剪切引起根系彎曲或錯動，使得根有被拔出趨勢，動員了根系抗拉力，將拉力沿與剪切面平行和垂直兩個方向進行分解，垂直向分力增長了剪切面上圍壓，平行向分力則直接參加剪切抵抗。圖2為單根對土體加筋力學模型，圖2(a)表達根延伸方向與土體剪切區(qū)正交狀況，圖2(b)表達根延伸方向與土體剪切區(qū)斜交狀況。（a）正交狀態(tài)（b）斜交狀態(tài)圖2.單根與土體作用力學模型依照上圖，可以推導出如下公式：正交時：（2）斜交時：（3）式中：；—由于根加筋作用所引起剪切強度增長值；—動用土體單位面積上根系抗拉強度，T為根抗拉力（N），A為土體面積；—剪切變形角；—剪切變形角；—根延伸方向與剪切面初始夾角；—剪切變形比，k=x/H，x為剪切位移，H為剪切區(qū)厚度。若面積為A土體內(nèi)，共有n個根，其中m個為正交根，n-m個為斜交根，根抗拉力分別為T1、T2、T3、…Tn，正交根剪切變形角分別為θ1、θ2、θ3、…θn，斜交根延伸方向與剪切面初始夾角分別為im+1、im+2、…、in，剪切變形比分別為km+1、km+2、…、kn，則一由于根系加筋作用所增長土體抗剪強度為：（4）式中：。求出后，代入式（1），即可獲得根土復合體抗剪強度。參數(shù)φ可由素土直剪實驗獲得，參數(shù)m，n和ij，（j=m+1，…，n）可以通過野外截取含根系土體縱橫剖面記錄而獲得，但參數(shù)Tj、θj不易測得，Tj需依照破壞時根系形態(tài)來擬定，若根系被拉斷，則Tj為根系抗拉強度乘以其斷面面積，若根系被拔出，則Tj為根系與土體間摩擦阻力。根土復合體可以看作是各向異性復合材料，它強度取決于土抗剪力、土與根系摩擦阻力及根系抗拉力。2.2植物根系固土錨固理論錨固理論普通指巖土工程中錨桿、土釘?shù)戎ёo作用理論。土體抗剪強度較低，抗拉強度幾乎為零，但原位土體普通具備一定構造整體性。如在土體中設立土釘或錨桿，通過它們與土體間互相作用，錨桿、土釘具備箍束骨架、分擔荷載、傳遞和擴散應力、約束土體變形等作用，從而可有效地提高土體整體強度，彌補土體抗拉、抗剪強度局限性。并通過將錨桿、土釘伸入深層穩(wěn)定巖土體中，可將淺層軟弱、松動、不穩(wěn)定巖土體錨固于深層穩(wěn)定土層中，以防止不穩(wěn)定土體離層滑落。2.2.1植物根系錨固作用分析植物根系，特別是木本植物垂直根系普通粗而深，具備一定剛度，且可扎入巖土層深處較穩(wěn)定土層上，此時可將深粗根看作預應力錨桿，依照錨桿支護理論，通過根土間互相作用，垂直根系將把淺層根際土層錨固到深處較穩(wěn)定土層上，從而使土體穩(wěn)定性明顯增長。根系和土體間互相作用重要涉及黏結作用和摩擦作用。前者是由于土壤和根之間有機膠質(zhì)、粘液及毛細作用而產(chǎn)生一種粘合伙用，根土間這種粘合鍵比較弱，容易受根土界面上剪切而破壞。后者是由根所受土壤壓力和根土之間相對運動而引起摩擦阻力，這種類型粘合伙用強度較大。依照錨固理論，通過根土間互相作用，樹木垂直主根錨固作用體現(xiàn)為：（1）垂直根系增強作用。素土邊坡由于自身具備一定構造強度和整體性，在最初原位邊坡能保持穩(wěn)定，具備一定穩(wěn)定安全系數(shù)。但由于土體抗剪強度相對較低，抗拉強度幾乎為零，當坡高超過臨界坡高、超載等作用時，將使土體所受剪力逐漸增大而超過其抗剪強度；或者因地下水位升降等因素作用而使土體含水量增長，引起土體抗剪強度減小，從而使土體所受剪力超過其抗剪強度，此時，素土邊坡將發(fā)生突然整體失穩(wěn)破壞。而具備較高抗拉強度垂直根系存在，可以通過根系、根土接觸面與土體三者間共同作用，約束土體變形，提高土體抗拉、抗剪強度，從而使根土復合體抵抗滑動能力明顯增強。（2）垂直根系對根系層土體起著箍束骨架作用。植物根系在土層中向四周和縱深生長、穿插，互相交織、盤根錯節(jié)，形成網(wǎng)狀，將土顆粒牢固地聯(lián)結在一起，而垂直粗深根系具備一定剛度和較大抗拉力，在土體內(nèi)沿縱深方向垂直分布，猶如整個網(wǎng)狀根系系統(tǒng)骨架，使其形成一種牢固空間整體，從而增強了復合土體整體性與穩(wěn)定性。（3）垂直根系分擔荷載作用。由于根系具備相對土體較高抗拉強度，在土體進入塑性狀態(tài)后，通過根土間互相作用，土體中剪應力某些轉化成根系內(nèi)拉應力，使應力逐漸向根系轉移，使土體中剪應力減小。（4）垂直根系應力傳遞與擴散作用。由于土壤和根之間有機膠質(zhì)、粘液及毛細作用而產(chǎn)生咬合伙用及根土間互相嵌制作用，形成了根土界面上黏聚力；再加上根系膨脹作用壓緊了其周邊土介質(zhì)，提高了根系與周邊土體之間摩擦阻力，從而通過根土間互相作用，垂直根系將不穩(wěn)定表層土體錨固到未遭到破壞影響并依然具備較高承載能力深層土體上，使它們形成整體，有效制止了淺層不穩(wěn)定土體破壞。由于垂直粗深根系具備一定剛度和較高抗拉力，通過根土間互相作用，垂直根系將坡面推力傳遞到深層較穩(wěn)定地層，運用穩(wěn)定地層對垂直根系產(chǎn)生一錨固作用和被動抗力，制止淺層土體滑動，從而使坡面穩(wěn)定性增長，邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)提高。根系將坡面所承受荷載向土體深層傳遞及周邊擴散同步，減少了根土復合體應力水平、改進了土體變形性能，從而增長了邊坡穩(wěn)定性。2.2.2植物根系錨固作用力學模型植物根系，特別是木本植物垂直根系深而粗，有可伸入地下5米以上，若垂直深粗根系扎入深層較穩(wěn)定巖土層中，則將淺層根際土層錨固到深處較穩(wěn)定土層上，增長淺層土體穩(wěn)定性。當垂直根系扎入深層較穩(wěn)定土層時，結合垂直根系分布特點，把根系簡化為以主根為軸向、側根為分支全長粘接型錨桿，運用錨桿支護原理來分析它對周邊土體力學加固作用，其錨固力大小可以通過計算各側根與周邊土體間粘合伙用力以及主根與周邊土體間粘合伙用力累加而獲得[4]。可以建立如圖3根系模型[5]。圖3.垂直根系力學分析對于地表下z深度處根徑不不大于1mm任意段dl，根段表面單位面積上所受到正壓力為z，其中，為土體自然容重。由前述根系和土體界面間互相作用即粘結力τs由界面摩擦作用和黏結作用耦合而成，其值為（5）式中：—根系和土體間摩擦力，令根土間靜摩擦系數(shù)為μ,故相應最大靜摩擦力為μz；C—根系和土體間勃聚力。則整個根段dl所受到最大粘結力為：（6）式中：r—根段半徑；A—根段表面積，。df在鉛垂方向投影分量為：（7）由上式可知任意根段所受到最大粘結力在鉛垂方向分量與根伸展傾斜方向（θ）無關。對于整個根系，若令根平均半徑沿深度z方向分布函數(shù)為，根密度沿深度Z方向分布函數(shù)為，則地下z-z+dz范疇內(nèi)，根系最大粘結力在垂直方向分量為：（8）因而，根系總最大粘結力在垂直方向分量為：（9）因而，根系最大錨固力為：（10）函數(shù)P（z）和Q（z）擬定可通過對原位含根土體沿不同深度分別剖取橫剖面，對根莖、根數(shù)量進行量測并擬合數(shù)據(jù)而獲得。根土間摩擦系數(shù)μ、根系和土體間黏聚力C可通過根土接觸面剪切實驗而獲得。在植被護坡中由于引入了活植物，它不但具備工程屬性，并且具備生物發(fā)展屬性。當植被處在不同生長發(fā)育階段，根系所起固土護坡作用也不盡相似，從而導致根系固土護坡作用品有較強生物發(fā)展屬性。如進一步地下較深、粗壯垂直根系能穿過坡體淺層松散風化層，將其錨固到深處較穩(wěn)定土層上，深粗根在土體中起到抗滑樁和扶壁作用，能有效抵抗坡體產(chǎn)生剪應力，此時，根系重要起錨固作用；而當種植初期，根系進一步地下較淺且較細，則重要起加筋作用，它們在土體中盤根錯節(jié)，與土體共同形成根土復合體，根系對土體起到加筋增強作用，使土體抗剪強度提高；而對于具有較多垂直向下穿過潛在剪切滑動面強勁須根根系，提高抵抗淺位滑坡能力更強。3邊坡植被防護技術3.1邊坡植被防護影響因素采用植被防護辦法不但能起到保護坡面、穩(wěn)定坡體、減少水土流失，并且還同步起到恢復植被、保護生態(tài)環(huán)境及豐富景觀作用。邊坡所處地質(zhì)地貌、氣象水文、土壤條件等自然因素將直接影響植物護坡工程護坡效果，同步，理解邊坡地質(zhì)狀況、地形地貌、土壤性質(zhì)及坡度、氣候條件等也是合理地選取植被、進行群落配備及選取適當邊坡防護技術先決條件，因而在實行植被護坡之前，必要充分考慮這些因素影響。（1）地質(zhì)狀況邊坡表土層地質(zhì)狀況將直接影響植物根系分布特性，如果在很薄土層下面存在巖體構造較完整水平板狀基巖，則根系重要分布在薄土層中，難以向下延伸；反之，如果巖體破碎、裂隙發(fā)育，則根系可穿過土層，沿巖石裂隙向下延伸，一方面能吸取養(yǎng)分和較深處地下水，即有助于植物生長，同步又增強了根系固土能力。土壤酸堿性與地層巖性關于，砂巖、頁巖、凝灰?guī)r發(fā)育土壤普通偏酸性，而石灰?guī)r上發(fā)育土壤普通偏堿性。因而地層構造和巖性，直接影響護坡植物選用和適當邊坡防護技術采用。（2）坡度坡面安全性與坡度成反有關，坡度大小直接影響坡面物質(zhì)穩(wěn)定性，故坡度與施工工程質(zhì)量成反有關。坡度對植被恢復有很大影響，不不大于45坡面易引起水土流失和水熱再分派，坡度越大種植條件越惡劣，種子與幼苗越易受到雨水沖刷，對植物生長發(fā)育影響限度越大。（3）氣候條件邊坡所處氣候條件如年平均溫度、最高溫度、最低溫度、霜凍天數(shù)、年平均降水量、持續(xù)干早天數(shù)等，將直接影響護坡植物選取、施工季節(jié)和時間。此外，風向和風級對設計植物株行距及其走向也有重要意義。（4）土壤土壤是植物生長基本，植物生長所需水分和養(yǎng)分均來自土壤。土壤構造即機械構成，涉及粘粒、粉粒、砂粒和石塊含量，直接影響土壤蓄水性、透水透氣性、孔隙度等物理特性。同步，也影響土壤中有機質(zhì)含量、土壤含水量、土壤微生物活性等，因而對于不同機械構成土壤選取不同生物學生態(tài)學特性植物，使其適應邊坡立地條件，往往是植被護坡工程成敗核心之一。3.2邊坡植被防護技術3.2.1鋪貼草皮鋪貼草皮是當前使用較多一種護坡辦法，特別是應用于低路基邊坡。它是將人工哺育生長優(yōu)良健壯草坪，鏟起并運至待防護、綠化坡面，按照一定規(guī)格規(guī)定重新鋪植，使邊坡迅速形成草坪護坡綠化技術。雖然滿足了“即時綠、見效快”規(guī)定，但隨著時間推移，暴露出弊端較多。（1）草種單一，在邊坡植物群落中缺少競爭力，鋪貼初期必要經(jīng)常除雜，以保證成活率與覆蓋度，否則會被高大雜草掩沒甚至吞噬。（2）投入大，效果欠佳。由于邊坡持水性差、灌溉不便、有機質(zhì)含量低、土壤微生物活性低，鋪貼后草皮重新扎根之前將渡過一種萎蔫休克期，此期間若水分供應不及時，草皮很容易枯死。此外，在鋪貼草皮前需平整地表和清除表層石塊等雜物，費時費工，效率低。再者，草皮多余自于附近農(nóng)田，移植時常帶進生命力極強農(nóng)田雜草種子與根莖，這給本無雜草生土邊坡帶來了無窮后期養(yǎng)護隱患。3.2.2液壓噴播液壓噴播技術是以水為載體植被建植技術，先對邊坡進行簡易修整，然后使用高壓噴槍將種籽、肥料、覆蓋材料、土壤改良劑、保水劑、色素和防蝕劑等加水攪拌后以足夠高壓力直接噴敷在土壤表面，形成松軟而穩(wěn)定養(yǎng)生覆蓋層。噴播后混合物在土壤表面形成一層膜狀構造，能有效地防止沖刷，并能在較短時間內(nèi)萌芽長成植株迅速覆蓋坡面。與老式鋪貼草皮方式相比，其優(yōu)勢在于：（1）噴播辦法合用范疇廣，由于使用覆蓋料、土壤穩(wěn)定劑和專用肥料等材料，加之噴播設備噴射功能和加接軟管等，不但合用于地勢平緩、土質(zhì)好坡面，更合用于高陡邊坡及貧瘠地帶強制綠化，不需進行大面積換土。（2）對邊坡表面平整度無嚴格規(guī)定，特別適合于不平整和含石塊較多土壤地帶。不需平整地表和清除表層石塊等雜物，省工省時，同步又避免了人為帶進田間雜草。（3）覆蓋物和土壤穩(wěn)定劑共同作用，能有效防止雨水沖刷，避免種子流失。覆蓋物還能起到保濕保溫作用，建植后植被整潔均勻，防護和綠化效果明顯。（4）噴播施工效率高，每臺設備每天可噴播萬余平方米，可滿足大面積綠化工程需要。（5）種子配比靈活多變，避免了單一草種綠色期短、競爭力弱等缺陷，可依照地質(zhì)地貌、氣候條件、土壤特性選取不同植物群落配備。優(yōu)勢明顯，經(jīng)常與其她護坡固坡辦法搭配使用。3.2.3三維網(wǎng)植被網(wǎng)技術合用于多類邊坡，如普通土質(zhì)邊坡、煤渣邊坡、風化巖石邊坡等，尤以路基填方邊坡使用效果最佳。三維植被網(wǎng)是以熱塑性樹脂為原料，采用一系列工藝經(jīng)擠出、拉伸等形成互相纏繞，在結合點處互相融合，制成兩層或多層表面呈凸凹不平網(wǎng)包層狀構造孔網(wǎng)。底層為一種高模量基本層，采用雙向拉伸技術，具備一定彈性和強度，可防止植被網(wǎng)變形，并能有效地防止水土流失。網(wǎng)孔有較大容土空間，網(wǎng)袋中充填物（土顆粒、營養(yǎng)土、草籽等）能較好地被固定，植被覆蓋率高，抗風、抗水沖蝕能力強，并能加強較陡邊坡防護，抵抗大雨、暴雨襲擊。植被形成后根系與網(wǎng)交織纏繞形成一層保護層，植物根系扎入泥土，與網(wǎng)、泥土三者形成一種牢固復合力學嵌鎖體系，還可起到坡面表層加筋作用，從而起到固土護坡作用。缺陷是當前土工網(wǎng)墊大多數(shù)以熱塑樹脂為原料，塑料老化后，在土壤里容易形成二次污染。3.2.4客土噴播客土噴播是一種融合土壤學、植物學、生態(tài)學理論生態(tài)防護技術。一方面，精心配制適合于特殊地質(zhì)條件下植物生長基質(zhì)（客土）和種子，然后，用掛網(wǎng)噴播方式覆蓋在邊坡表面，噴播厚度普通為0.03~ 0.lm，并依照坡面穩(wěn)定性擬定錨桿長度和金屬網(wǎng)尺寸，從而實現(xiàn)對巖質(zhì)邊坡防護和綠化。該技術最初由廣東省高級別公路公司和交通部科學研究院聯(lián)合從日本引進，初次在惠河高級別公路項目中實行。施工工藝順序為：清理坡面，鉆孔打錨桿，掛網(wǎng)，噴射客土。客土配方是該項技術核心，其包括土壤、纖維、肥料、保水劑、粘結劑、穩(wěn)定劑。配制后客土應能滿足植物生長所需要基本厚度、酸堿度、空隙率、營養(yǎng)成分、水份以及耐久性。這些指標不但與詳細邊坡地質(zhì)條件關于，并且還受本地氣候條件影響，因而，該技術引進必要依照詳細狀況進行相應實驗。植物種類選取也有別于普通植草。客土噴播植物應由各種草本、灌木構成，并且盡量采用與本地天然植被類似種類?；旌戏N類目在于使植被可以實現(xiàn)從草坪到樹林演替。錨桿掛網(wǎng)目重要有兩方面：一是防護功能，對于邊坡局部不穩(wěn)定者，可通過加大加深錨桿以穩(wěn)定邊坡；二是支撐功能，客土基質(zhì)可以借助金屬網(wǎng)支撐附著在坡面，對坡率陡者可以加密網(wǎng)或設立雙層網(wǎng)。由于客土可以由機械拌和，掛網(wǎng)實行容易，因而，該技術施工機械化限度高，速度快。4結語植被護坡辦法是一種應用越來越廣泛新型邊坡防護技術，為了恢復生態(tài)、保護環(huán)境，實現(xiàn)社會和經(jīng)濟建設可持續(xù)性發(fā)展，達到人類社會和自然和諧統(tǒng)一，采用植物辦法或與土木工程相結合辦法來加固邊坡是邊坡防護發(fā)展必然趨勢，將在筑路、水利、采礦、輸油氣管道和城鄉(xiāng)建設等工程建設和維護過程中發(fā)揮重要作用。參照文獻[1]夏漢平，敖惠修，劉世忠.香根草生態(tài)工程應用于公路護坡效益研究[J].草業(yè)科學，，19(l):52-55[2]舒翔，杜娟，曹映漢等.生態(tài)工程在高速公路巖石邊坡防護工程中應用[J].公路，(7):86-89[3]Waldr