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土质浅层边坡的草本植物防护加固效应分析
| 论文题名： | 土质浅层边坡的草本植物防护加固效应分析 |
| 关键词： | 土质浅层边坡;草本植物;加固效应;根系土体;力学参数 |
| 摘要： | 近年来，随着我国西部大开发战略的实施，大量铁路、公路、水利水电等工程项目的施工不可避免开挖出大量的工程边坡。对于这些工程边坡不仅要采取必要的支挡措施保证边坡稳定性，而且还应对边坡绿色防护进行进一步研究，以有效的恢复自然生态环境。本文主要探讨草本植物根系固坡的力学机理，评价植物根系对土质浅层边坡土体的加固效果，为植物护坡工程提供充分的理论依据。 由于植物根系有一定的影响范围，一般小于2m，因此植物护坡主要是防护浅层不稳定边坡。本文以草本植物香根草根系为研究对象，探讨加入根系后土体的力学特性，分析根系对边坡稳定性的影响。建立含根系土体的基本力学模型，并利用有限元方法对含根系土体的直接剪切试验和抗压试验进行了大量的数值模拟，详细研究了含根系土体内部各力学参数的变化规律，包括不同根系长度、根系分布密度、根系倾斜角度。并对含不同根系形态的土体粘聚力和内摩擦角，与无根系土体的粘聚力和内摩擦角进行了对比分析，发现根系垂直分布于土体中且根系数量越多、长度越长对土体的加固效果越好。通过对粘聚力和内摩擦角值的变化规律研究得到不同根系形态对土体增加的抗剪强度的影响规律，以及不同根系形态下的根-土复合弹性模量的变化规律。最后将前面对含根系土体的参数研究应用到实际边坡中，采用强度折减法对含不同根系形态边坡的稳定性进行分析，进一步探讨含不同根系形态土体的力学参数变化对边坡稳定性的影响规律。发现坡体中含有的植物根系的长度越长、数量越多，则边坡稳定性越高;根系倾斜角度越大，则边坡稳定性越差。 通过对含不同根系形态的土体模型的基本力学性能探讨，详细研究了植物根系护坡的作用机理，并对根系加固边坡表层土的实际效果进行了分析，为生态护坡提供了一定的理论依据。因此，开展植物护坡技术的研究和应用具有相当重要的意义。 |
| 作者： | 姚成成 |
| 专业： | 地质工程 |
| 导师： | 陈臻林;吴晖 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 成都理工大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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