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原文传递道路边坡生态防护力学机理研究

论文题名：	道路边坡生态防护力学机理研究
关键词：	道路工程;边坡结构;生态防护;力学机理
摘要：	近年来我国经济发展迅速，全国各地大兴土木，投入的基础设施建设非常大。大量的基础设施建设，对人们生活提供了方便也提高了生活质量，但是对自然界中原有生态环境造成了影响。特别是在山区和丘陵地带建设高速公路、铁路等大型基础设施，无可避免的进行高填深挖，对原有植物和土体结构造成破坏，有的甚至还造成了裸露的边坡。部分人工边坡有存在安全隐患，如坍塌、侵蚀、滑坡等，更严重的还会出现破坏生物链和水土流失等环境问题。传统的工程防护措施比较成熟，能较好地加固人工边坡，但也存在不足，因为传统工程防护完全封闭了植被生长，这对可持续发展以及环境保护不利。　　相对于传统边坡护坡技术，植被护坡技术有更多的优势，如景观效果好、工程造价低以及服务年限长。边坡生态防护逐步得到了推广运用，在高速公路、水利水电、铁路等工程的坡面防护中广泛运用。在边坡生态防护的研究领域中根系固土力学机理有较广泛的关注，也是研究的热点问题。在国内外已有研究基础之上，本论文以狗牙根和马尼拉草以及长沙本地黏性土组成的根土复合体作为研究对象，依托长沙市科技计划项目“长沙市公路路域生态恢复技术及推广研究”（项目号:K1205028-11）和中南林业科技大学科研究生技创新基金（项目号:CX2013Z41）等开展相关研究，所做的主要工作和取得的主要结论如下: 　　1、在长沙市的市政公路边坡进行现场调研，研究了狗牙根和马尼拉草的生长状况以及根系的分布形态与密度。得出了根系密度随土层深度的增加而减小的规律，并且得出了函数关系。　　2、通过对不同根密度的根土复合体的直剪试验，得出抗剪强度和含根量的关系，以及提出了两种草本植物根土复合体的黏聚力和内摩擦角与含根量的函数关系，计算结果和实测数据非常吻合，并得到了以下结论: 　　(1)垂直应力影响剪切强度，垂直应力和根土复合体的抗剪强度呈线性关系。随着垂直应力的增大，抗剪强度呈线性增加。　　(2)根含量影响土体的剪切强度，根土复合体的的抗剪强度随着根数的增加而增强，但随着根数的增加，抗剪强度的增幅逐渐减小。　　(3)根对土体的内摩擦角的影响不大，但是黏聚力增加明显，这相当于通过根来增加凝聚力从而提高土体的抗剪强度。　　(4)根土复合体的剪切强度与土的含水量也有关系。含水率越低，抗剪强度越大;在含水率较低时根对土体的抗剪强度有较大提高，即根对土体抗剪切度贡献大。　　(5)在两种含水率的情况下，狗牙根的根土复合体抗剪强度增幅值大于尼拉根土复合体抗剪强度增幅值。　　(6)提出了两种草本植物根土复合体的黏聚力和内摩擦角与含根量的函数关系，其中黏聚力与含根量呈对数函数规律变化，内摩擦角与含根量呈线性函数规律变化。　　3、根据道路的边坡情况，通过瑞典条分法研究了狗牙根和马尼拉草不同根密度的边坡稳定系数，根密度越大其边坡的稳定系数也越大，并且得出了根密度与稳定系数的函数关系。
作者：	何畅
专业：	土木工程
导师：	易文
授予学位：	硕士
授予学位单位：	中南林业科技大学
学位年度：	2015
正文语种：	中文