高速公路边坡生态防护技术及其应用研究

论文题目: 高速公路边坡生态防护技术及其应用研究

论文类型: 硕士论文

论文专业: 采矿工程

作者: 陈向波

导师: 池秀文,陈静曦

关键词: 高速公路,植物防护,工程防护,边坡稳定性,生态防护系统

文献来源: 武汉理工大学

发表年度: 2005

论文摘要: 生态防护技术是随着世界范围内高速公路建设而兴起的一门工程技术。不同于传统的工程防护技术，生态防护技术充分利用植物自身特点并结合必要的工程防护起到工程建设与环境保护兼顾的目的。在越来越重视环境保护和生活质量的今天，生态防护已成了公路边坡防护的一种趋势，代表着边坡防护的发展方向。 高速公路边坡工程在我国目前没有成功的经验和定型的模式，更无技术规范可循。目前生态防护技术研究主要集中在对施工工艺以及水土保持学的研究，忽略了坡面植物根系的工程力学行为及与植物防护与工程防护相结合防护的研究，导致防护理论远远落后于防护技术应用的发展，制约生态防护技术在边坡工程中的应用。本文基于湖北省交通厅科技项目(孝(感)—襄(樊)高速公路边坡防护和生态恢复技术研究与应用课题)的研究成果，在对现有生态防护理论及应用的相关资料研究的基础上，系统的总结出利用植物进行边坡防护的理论根据：植物防护的根系力学(机械)效应的作用机理及影响范围；水文效应作用原理以及尘态效应产生过程和方式：并对其经济效益进行客观评价。结果表明，生态防护对加固、保护边坡体有可支持的力学依据，能够有效的稳定边坡。同时也表明公路建设中大量使用生态防护具有良好的生态效益、经济效益和社会效益。 采用现场试验与室内实验相结合，进行与影响植物防护性能的几个重要指标的测定试验。对植物根系密度Rd与入土深度Z的关系进行统计分析发现，根系密度随深度增加而急剧减少，并且服从对数分布。对植物根量Rw与入土深度Z的关系进行统计分析发现，植物的根量也是随着深度逐渐降低，并且服从指数分布。对于白三叶和狗牙根，其根系抗拉强度P和根系直径之间D的关系用指数拟合较为准确，对于紫穗槐则用多项式拟合的方法较为准确。当根系达到一定含量范围内时，粘聚力C随含根量Rw的增加有明显的增大，内摩擦角Ψ随含根量的增长并不太明显。试验结果表明，岩土体的抗剪强度是随含根量的增加而提高。模拟降雨试验证明植物根系在不同情况下对土壤的抗冲刷性能都有所明显的提高，同时又表明植物根系对土壤的抗冲刷性能的提高又与边坡的坡度、土壤含根量、土质情况等诸多因素有关。 根据实验所得数据资料，论文结合实际边坡进行稳定性分析，结果表明对于一般的浅层滑坡，随着含根量的增加，边坡的安全系数有所提高，说明植物根系的加固作用可有效的提高边坡的安全系数储备。最后讨论植物防护与工程防护互有优劣，生态防护合理采用两种防护方式多种形式结合，建立生态防护系统，并引证实例说明该系统可解决一般情况下的高速公路边坡治理与防护问题。

论文目录:

第一章 绪论

1.1 问题的提出与研究的目的意义

1.2 问题研究现状

1.2.1 国外研究现状

1.2.2 国内研究现状

1.3 论文主要研究内容

第二章 生态防护理论研究

2.1 生态学原理与生态防护的概念

2.2 生态防护与一般绿化工程的区别

2.3 高速公路路堑边坡坡面的特点

2.4 路堑边坡坡面侵蚀机理

2.4.1 土质边坡坡面侵蚀机理

2.4.2 岩质边坡坡面侵蚀机理

2.4.3 风化作用对公路边坡的危害

2.5 植物防护理论

2.5.1 植物防护与土木工程加固功能的比较

2.5.2 植物根系加固作用范围

2.5.3 植物防护的力学效应

2.5.4 植物防护的水文效应

2.5.5 植物防护的生态效应

2.5.6 植物防护的经济效益

第三章 植物根系防护作用试验

3.1 植物根系密度与根量分布特征研究

3.1.1 坡面植物根系密度测定

3.1.2 植物根系分布特征测定

3.2 根系抗拉强度试验研究

3.3 有、无根系土体的剪切强度试验

3.4 土壤抗冲刷实验

3.4.1 土壤抗冲刷实验

3.4.2 根系对土壤抗冲刷能力的增强作用

第四章 植物根系对边坡浅层稳定性影响分析

4.1 安全系数的定义

4.2 边坡安全系数与含根量Rw的关系

4.3 本章小结

第五章 植物防护作用的局限性及生态防护体系研究

5.1 工程防护的特点与不足

5.1.1 工程防护类型及其特点

5.1.2： 工程防护的不足

5.2 植物防护类型

5.3 植被防护作用的局限性

5.4 生态防护体系研究

5.4.1 生态防护体系的建立

5.4.2 生态防护的一般模式

5.5 孝襄高速公路某段边坡生态防护设计

5.6 本章小结

第六章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

致谢

发布时间: 2005-04-13

参考文献

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