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原文传递香根草根土复合体力学性能研究

论文题名：	香根草根土复合体力学性能研究
关键词：	香根草;根土复合体;力学性能;生态防护技术;安全系数
摘要：	随着社会和经济的迅速发展，公路和铁路的建设得到了快速发展，由于地形地貌的特点，在建设过程中不可避免的形成了大量的人工边坡，这些边坡在开挖的过程中破坏了原有的生态环境，造成了大量的次生裸地，出现严重的水土流失现象，造成生态环境的严重失衡，甚至出现山体滑塌、滑坡及泥石流等自然灾害，这些破坏给人们的生命财产和生活带来了极大的经济损失。因此，如何在公路建设的同时，保护环境，实现生态环境的可持续发展，是值得我们关注的问题。目前高速公路的边坡防护大多采用的是传统工程防护技术，如框格防护、砌石防护、封面防护以及支挡工程等等，传统的工程防护技术造价昂贵，在施工和使用期间很容易造成环境破坏，而且经过长年累月的风吹日晒，就会出现岩石不断风化、混凝土逐渐老化、钢筋大面积腐蚀、强度明显降低等现象，防护的效果越来越差。　　所以采用生态护坡技术就克服了工程防护的这些缺点，近年来，边坡防护工程逐渐开始采用生态防护技术，生态防护技术的实质就是将工程防护和植物防护两者合理的结合起来，在边坡稳定的基础上，利用植物根系在土壤中盘根错节，相互缠绕以及根茎与土壤间的握裹力、黏结力、附着力等作用达到加固边坡的效果，起到了工程建设和环境保护兼顾的目的。生态护坡的实质就是植物护坡，植物护坡主要是通过植物根系与土壤的相互作用来实现，植物根系在土壤中的穿插、缠绕形成网络，具有一定的整体性。植物根系类似于纤维，植物根系作为增强相和土壤相互作用，形成了一种天然的复合材料，这种天然的复合材料可以有效地提高土壤的强度，达到稳固边坡的目的。　　论文首先对香根草及其应用进行了简单的介绍，分别从力学效应、水文效应、生态效应和景观效应四个方面对香根草植被护坡的护坡效应进行阐述。　　其次，本文从复合材料的角度出发，引出根土复合体的概念，分别对根土复合体的基体相、增强相以及界面相进行阐述，将根系与土体看成一种天然的复合材料，将土体看成根土复合体中的基体相材料，乱向分布的植物根系看成是复合体中的增强相材料，那么含根土体就类似于纤维增强的脆性复合材料，根据纤维增强复合材料的研究方法，研究根土复合体的结构原理，阐述植物根系对土体的阻裂增强、增韧作用，达到稳固边坡的效果，文中也首次提出了植物根系加筋率的概念。　　然后，将复合材料中经典的矩形模型法应用到根土复合体材料中，推导根土复合材料单层体力学参数的计算公式，得出根土复合材料单层体力学参数与植物根系加筋率之间的关系式。根土复合材料单层体作为根土复合材料层合体的基础，根据根土复合材料单层体力学参数计算公式的推导方法，结合复合材料中经典层合板理论，推导根土复合材料层合体力学参数的计算公式，得出根土复合材料层合体刚度系数与植物根系加筋率之间的关系式，为根土复合体结构设计的力学计算提供一套完整的理论计算公式。　　最后，根据推导的计算公式对根土复合材料单层体的力学参数进行计算，将理论计算值与试验值进行对比分析，发现理论计算值与试验值基本吻合，误差在可接受的范围内，且偏于保守，安全系数较高，可以用于指导工程技术人员在香根草植物护坡的实践中采用这套理论计算公式，避免进行大量的试验操作，同时，减少了由于试验造成的试验误差，结果更加准确，计算简单方便，容易操作，具有很高的经济效益，值得被推广应用。
作者：	闫海燕
专业：	道路与铁道工程
导师：	吴进良
授予学位：	硕士
授予学位单位：	重庆交通大学
学位年度：	2013
正文语种：	中文