發(fā)布時(shí)間：2017-07-29 14:33

  本文關(guān)鍵詞：干濕循環(huán)作用下草本植物對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響

  更多相關(guān)文章： 植被 生態(tài)邊坡 加筋效應(yīng) 滲流 邊坡穩(wěn)定性

【摘要】：植被護(hù)坡是一種新型的護(hù)坡方式,通過(guò)在坡面種植植物使邊坡既能滿足穩(wěn)定性的要求,又能滿足景觀的綠化要求,是很多邊坡防治災(zāi)害和治理水土流失的首選方法。然而植物的根系可能會(huì)增大土體的滲透性,在降雨條件下使得坡體內(nèi)孔隙水壓力升高,從而降低土體的抗剪強(qiáng)度。植被的加筋作用會(huì)增強(qiáng)土體的強(qiáng)度,而其優(yōu)勢(shì)流作用會(huì)降低土體強(qiáng)度,到底哪種效應(yīng)占主導(dǎo)地位目前尚無(wú)定論。本文分別從根系對(duì)土體滲透性能的影響、根系對(duì)土體強(qiáng)度性能的影響和在綜合考慮兩個(gè)方面影響的前提下對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響這三個(gè)方面開展以下內(nèi)容的研究:通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)研究了根系對(duì)土體滲透性能的影響。在室外建立了三種不同植被覆蓋的區(qū)域,三種覆蓋區(qū)在經(jīng)歷一年半自然狀態(tài)下降雨和蒸發(fā)的干濕循環(huán)之后開始進(jìn)行監(jiān)測(cè),監(jiān)測(cè)內(nèi)容為土體表面以下5 cm、30 cm、50 cm三個(gè)深度處含水量和基質(zhì)吸力的變化情況。通過(guò)對(duì)比相同深度不同覆蓋區(qū)的水分運(yùn)移情況得出,土體淺層受天氣影響明顯,在高強(qiáng)度降雨和蒸發(fā)時(shí)香根草覆蓋區(qū)的水分運(yùn)移速度最快,狗牙根草覆蓋區(qū)運(yùn)移速度最慢;30 cm深度處香根草覆蓋區(qū)的滲透和蒸發(fā)最快,狗牙根草覆蓋區(qū)在30 cm深度處幾乎不受天氣影響;只有香根草覆蓋區(qū)可以影響到50 cm深度處。利用瞬態(tài)剖面法計(jì)算了三個(gè)區(qū)域的非飽和滲透系數(shù),得出香根草覆蓋層的非飽和滲透系數(shù)最大,狗牙根草覆蓋層的非飽和滲透系數(shù)最小的結(jié)論。通過(guò)三軸試驗(yàn)研究了根系對(duì)土體強(qiáng)度性能的影響。利用自制的取土器獲取室外含根系土體做三軸剪切試驗(yàn),隨著剪切過(guò)程的進(jìn)行,主應(yīng)力差逐漸增大,呈現(xiàn)應(yīng)變硬化現(xiàn)象,并最終趨于穩(wěn)定。無(wú)論是含根土、含裂隙土還是重塑土都符合摩爾庫(kù)侖強(qiáng)度準(zhǔn)則。根系的存在可以增強(qiáng)土體的有效粘聚力,增長(zhǎng)率達(dá)24.36%-118.49%,且香根草對(duì)土體的加筋效果明顯優(yōu)于狗牙根草。結(jié)合上述現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和三軸試驗(yàn)結(jié)果,通過(guò)數(shù)值模擬評(píng)價(jià)了生態(tài)邊坡的穩(wěn)定性。同時(shí)考慮植被的滲透效應(yīng)和加筋效應(yīng)研究不同坡度下經(jīng)過(guò)干濕循環(huán)后香根草覆蓋、狗牙根草覆蓋、無(wú)植被含裂隙和無(wú)植被無(wú)裂隙邊坡的穩(wěn)定性。結(jié)論顯示種植香根草邊坡的安全系數(shù)遠(yuǎn)高于另外三種邊坡,另外三種邊坡區(qū)別不明顯。在暴雨作用下,種植香根草邊坡孔隙水壓力上升的最快,另外三種邊坡變化的非常小。雖然種植香根草邊坡對(duì)降雨最敏感,但暴雨100 h后安全系數(shù)仍為最高。最后評(píng)價(jià)了生態(tài)邊坡的長(zhǎng)期穩(wěn)定性,四種邊坡最安全的是種植香根草邊坡,種植狗牙根草邊坡和無(wú)植被無(wú)裂隙邊坡二者相當(dāng),最危險(xiǎn)的是無(wú)植被含裂隙邊坡。
【關(guān)鍵詞】：植被 生態(tài)邊坡 加筋效應(yīng) 滲流 邊坡穩(wěn)定性
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TU43
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 緒論11-18
• 1.1 課題研究的目的和意義11-12
• 1.2 本課題的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析12-16
• 1.2.1 植物根系護(hù)坡效應(yīng)的研究現(xiàn)狀12-14
• 1.2.2 植物根系對(duì)土體滲透性能影響的研究現(xiàn)狀14
• 1.2.3 植物根系對(duì)土體抗剪性能影響的研究現(xiàn)狀14-16
• 1.2.4 國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)綜述簡(jiǎn)析16
• 1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容16-18
• 第2章 含根系土體的滲透性能18-54
• 2.1 引言18
• 2.2 試驗(yàn)用土18
• 2.3 試驗(yàn)場(chǎng)地介紹18-20
• 2.4 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)20-30
• 2.4.1 Pt100溫度傳感器21-23
• 2.4.2 高量程張力計(jì)23-27
• 2.4.3 EC-5 含水量傳感器27-28
• 2.4.4 普通量程張力計(jì)28-29
• 2.4.5 數(shù)據(jù)采集模塊29-30
• 2.5 監(jiān)測(cè)結(jié)果分析30-52
• 2.5.1 監(jiān)測(cè)期間氣候條件30
• 2.5.2 監(jiān)測(cè)結(jié)果30-49
• 2.5.3 植被對(duì)滲透性能的影響49-52
• 2.6 本章小結(jié)52-54
• 第3章 含根系土體的力學(xué)性能54-73
• 3.1 引言54
• 3.2 試驗(yàn)概述54-60
• 3.2.1 試驗(yàn)儀器54-55
• 3.2.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)55-56
• 3.2.3 現(xiàn)場(chǎng)取樣56-57
• 3.2.4 試驗(yàn)步驟57-60
• 3.3 結(jié)果分析60-67
• 3.3.1 室內(nèi)重塑土試驗(yàn)結(jié)果60-62
• 3.3.2 含香根草土體試驗(yàn)結(jié)果62-64
• 3.3.3 含狗牙根草土體試驗(yàn)結(jié)果64-66
• 3.3.4 含裂隙無(wú)根系土體試驗(yàn)結(jié)果66-67
• 3.4 各組試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比及分析67-71
• 3.4.1 主應(yīng)力差與軸向應(yīng)變關(guān)系的對(duì)比分析67-68
• 3.4.2 破壞荷載的對(duì)比分析68-70
• 3.4.3 抗剪強(qiáng)度參數(shù)的對(duì)比分析70-71
• 3.5 根系參數(shù)統(tǒng)計(jì)71-72
• 3.6 本章小結(jié)72-73
• 第4章 生態(tài)邊坡穩(wěn)定性分析73-102
• 4.1 引言73
• 4.2 邊坡模型的建立73-80
• 4.2.1 材料參數(shù)73-78
• 4.2.2 工況和尺寸的確定78
• 4.2.3 邊界條件的確定78-79
• 4.2.4 安全系數(shù)的計(jì)算方法79-80
• 4.3 穩(wěn)定性分析80-91
• 4.3.1 坡度為 1:1 邊坡的穩(wěn)定性分析80-89
• 4.3.2 坡度為 1:2 邊坡的穩(wěn)定性分析89-91
• 4.3.3 坡度為 1:3 邊坡的穩(wěn)定性分析91
• 4.4 生態(tài)邊坡長(zhǎng)期穩(wěn)定性分析91-100
• 4.4.1 氣候條件91-94
• 4.4.2 無(wú)植被無(wú)裂隙邊坡94-95
• 4.4.3 無(wú)植被含裂隙邊坡95-97
• 4.4.4 種植狗牙根草邊坡97-98
• 4.4.5 種植香根草邊坡98-100
• 4.5 本章小結(jié)100-102
• 結(jié)論102-104
• 參考文獻(xiàn)104-111
• 致謝111

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本文編號(hào)：589654