破碎岩质边坡植被防护机理及固土技术研究

论文摘要

随着我国高速公路建设飞速发展,最近几十年来,有关高速公路边坡生态防护技术及植物固坡力学分析的理论研究越来越广泛和深入,但由于起步较晚,和欧美、日本一些发达国家还有较大的差距。本论文在参考国内外研究文献的基础上,通过理论分析、室内模拟冲刷试验、现场试验与数值分析等手段对破碎岩质边坡植被防护机理及固土技术进行了研究。首先,通过岩质边坡植物防护力学效应、水文效应与防冲刷作用等探讨植物根系的固土机理,并通过根—土相互作用模型研究植物根系—岩土体受力特性,进而探讨植物根系固土的主要影响因素；其次,通过防冲刷室内试验研究,探讨狗牙根、百喜草、高羊茅、白三叶等草种在不同边坡坡度、不同固土方式与降雨强度条件下的防冲刷性能,同时,将在室内试验基础上进行相应的现场试验,对室内试验结果进行现场验证与对比分析；然后,通过破碎岩质边坡植被固土方法现场试验评价菱形铁丝网和土工格室法两种固土方式在破碎岩质边坡植被防护中的使用效果,对比两者在工程地段的适用状况,同时评价混播草种整体的生长情况,边坡的绿化规律；最后,在现有研究基础上,分别对三维土工网垫、菱形铁网与土工格室固土技术进行固土机理进行分析,并提出相应的设计、施工方法,同时采用数值分析方法对其固土效果进行模拟分析。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 概述
• 1.2 破碎岩质边坡的工程特性及存在的问题
• 1.3 植被防护技术发展概况
• 1.3.1 国外研究现状
• 1.3.2 国内研究现状
• 1.4 岩质边坡植被防护方法
• 1.4.1 客土喷播
• 1.4.2 喷混植草
• 1.4.3 液压喷播
• 1.4.4 三维网植草
• 1.5 本文的主要研究工作
• 第2章 植物根系固土机理研究
• 2.1 概述
• 2.2 植物根系的固土机理
• 2.2.1 力学效应分析
• 2.2.2 水文效应分析
• 2.2.3 防冲刷作用
• 2.3 植物根系—岩土体受力分析
• 2.3.1 岩质边坡植物防护抗剪机理
• 2.3.2 根—土相互作用模型
• 2.4 影响植物根系固土的主要因素
• 2.4.1 根系的分布形态
• 2.4.2 根系的土中含量
• 2.4.3 根的强度
• 第3章 破碎岩质边坡防冲刷试验研究
• 3.1 概述
• 3.2 防冲刷室内试验研究
• 3.2.1 室内试验的目的
• 3.2.2 防冲刷室内试验
• 3.2.3 室内试验结论
• 3.3 防冲刷现场试验
• 3.3.1 试验点工程概况
• 3.3.2 现场测试
• 3.3.3 试验数据
• 3.3.4 现场试验结论
• 第4章 破碎岩质边坡植被固土方法试验研究
• 4.1 试验目的及地点
• 4.2 观测内容及计划
• 4.3 植被固土方法现场施工
• 4.4 制备固土方法试验结果
• 4.4.1 现场试验观测数据
• 4.4.2 现场试验数据分析
• 4.5 固土方法试验结论
• 第5章 破碎岩质边坡固土技术及其设计计算
• 5.1 破碎岩质边坡固土技术综述
• 5.2 三维土工网垫固土技术
• 5.2.1 三维土工网垫固土原理
• 5.2.2 三维土工网垫受力分析
• 5.2.3 有限元结果分析
• 5.2.4 三维土工网垫固土技术设计
• 5.3 菱形铁网固土技术
• 5.3.1 材料的准备
• 5.3.2 施工设备及要求
• 5.3.3 施工工艺
• 5.3.4 注意事项
• 5.4 土工格室固土技术
• 5.4.1 土工格室的结构形式
• 5.4.2 土工格室的材料性能
• 5.4.3 土工格室固土机理
• 5.4.4 土工格室受力分析
• 5.4.5 土工格室固体技术设计
• 结论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录A （攻读学位期间所发表的学术论文目录）