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《武汉理工大学》 2005年
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生态护坡材料微孔分形特性的试验研究

胡在良  
【摘要】:植被护坡方法是近几年发展起来的一种边坡防护形式。针对目前我国传统边坡防护措施生态环境效益差的缺陷,本文开展一种可将边坡防护和恢复植被有机结合的生态护坡材料的研究。论文通过压汞试验定量地测定了生态材料孔结构分布,并结合分形理论分析探讨了生态护坡材料孔隙结构、孔隙的大小与分布的分形特征,揭示了生态材料颗粒内孔隙分布特点。论文的研究方法与主要结论如下: (1) 土壤是植物生长繁育的基础,生态护坡材料与技术的应用必须遵循土壤学的基本理论,在坡面营造适宜植物生长的环境。 (2) 论文根据分形原理提出了多孔分散介质的粒径分布,孔隙分布及水分预测模型,为多孔分散介质分析提供了理论依据。 (3) 论文对野外种植的原状生态材料样品进行压汞试验,定量地测定了生态材料孔结构分布,试验结果表明:生态护坡材料含有丰富的微孔或小孔隙为结合水的提供了存在条件。结合SEM试验,进一步证明生态材料具有丰富的孔隙结构,具备水保持及渗流条件,满足植被生长要求。 (4) 通过利用Menger海绵分形模型模拟压汞试验的注汞过程,进行生态护坡材料孔隙分形研究,分形分析结果表明:分维值具有明显分段特性。拟合曲线拐点与传统经验颗粒范围分界点较接近,即可以将孔隙分为:大孔隙(d4μm)、中孔隙(0.4μmd≤4μm)、小孔隙(0.04μmd≤0.4μm)和微孔隙(d≤0.04μm)四类。 (5) 由孔隙分维分布图可以发现,在不同的孔径区段,孔隙具有不同的分维值,且随测量孔径降低而减小。通过与水泥材料对比发现,水泥材料分形维数高于生态护坡材料,分维值随材料密实程度增加而增大。 绿色生态护坡材料与技术研究在国内外研究较少,在我国一些专家在该领域已做了探索性研究,且应用效果良好。该领域如果能得到大力发展,必将产生巨大的经济效益、社会效益与环境效益,可以做到经济发展与环境保护的可持续发展。
【学位授予单位】:武汉理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TV41

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