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植物固土边坡稳定基本原理的研究以及固坡植物的选择设计

宋云  
【摘要】:随着基础设施建设的迅猛发展,工程建设与环境保护的矛盾也日益突出。不断开发出大量的岩土边坡,对水土保持、生态保护、环境保护都产生极不利的影响。因此,如何快速恢复坡面的植被保护是需要研究和解决的难题。目前我国植物固坡的研究成果远滞后于工程应用,主要原因是对植物根系与土体的作用原理没有得到充分认识。 植物根系能够明显增加边坡土体的抗剪强度,增大了边坡的安全系数,但是目前的研究都停留在定性地分析根与土体的作用关系上。本文试图在定量分析其作用原理方面做些探索性的工作,论文把植物根系分为两类:摩擦型和锚固型。文章通过对草本植物的根系(包括木本植物的侧根系)与岩土体的相互作用的研究分析,建立了摩擦型力学作用模型,并且与实验结果符合得很好,实验验证了模型预测的正确性;对木本植物主根与土的作用建立锚固型力学模型。两类力学模型的建立为定量地分析植物根系与土体的相互关系提供了重要的理论意义和应用价值。 植物根系还能够提高土体抗冲蚀的性能,通过与土体的缠绕等作用稳定土体结构,增强土壤的抗冲性能。植物茎叶也能够发挥其水文效应,能对边坡稳定有益。与此同时植物固坡也有其局限性和负面影响,植物根系对土体的加固范围有限,植被的存在加速了土体地下水的循环,提高土体的渗透性能,增加了岩石水化反应的速度,这些都会对边坡稳定造成不利的影响。 在坡面植物生长过程中离不开所需的生长环境。坡面植物的健康持续生长,必须以坡面具有适宜植物生长的土壤环境和稳定的植物群落,因此,植物固坡技术必需遵循土壤学和生态学的基本规律,同时也要考虑工程的经济效益和景观生态效果。论文对边坡绿化的各项影响因子标准化,运用层次分析法来计算各项影响因子得分来排序选择最有竞争力的固坡植物种类。


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