欢迎来到天天文库
浏览记录
ID:23029954
大小:55.50 KB
页数:7页
时间:2018-11-03
《对比分析植物固坡与灌浆固坡的原理和适用环境》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、对比分析植物固坡与灌浆固坡的原理和适用环境 传统边坡防护措施以工程防护为主,如全坡面锚杆喷浆、护面墙等,这些措施虽然具有防护功能,但吞噬了绿色,严重破坏了路域生态环境和公路景观。随着时代的发展和科技的进步,植物根系固坡方式逐渐进入人们的视野。一般而言,随着植物生长,植物根系越来越发达,其固坡作用就会越来越明显。但大多数植物根系分布在地表以下1.5m深度范围内,某些深根植物的根系甚至可以达到5m以下深度;而在2m以下深度范围内,无论单根直径,还是根系的总体密度都大幅度减小,故其加固效果就十分有限。 因此,
2、植被可以抑制表层水土流失及浅层滑坡,但对于深层滑坡的防治则效果不明显。浅层破坏一般发生在2~3m岩土体范围内,尤以纯土体边坡、具有覆盖土层的边坡为主。3~10m次深层破坏往往规模较大,滑动面处于较深的位置,对其进行灌浆固坡无疑是一个较好的选择,因为其灌浆深度、灌浆孔位置可以人为控制。但传统的灌浆材料为水泥砂浆,是刚性材料,其抗压强度高、抗拉强度低,往往通过抗剪发挥加固作用;而化学类有机高分子灌浆材料能使结石体具有部分植物根系特点,属于半刚性材料,可受拉、压、弯的共同作用,不会发生脆性破坏。 本文对植物根系
3、固坡和化学类有机高分子灌浆材料固坡方式进行对比研究和分析,可为类似工程边坡处治提供参考。 1、植物根系固坡原理及其适用范围 1.1植物根系固坡的力学原理 1.1.1根系固坡的力学分析与适用条件 植物根系对坡体稳定性的影响程度与根的直径、长度以及根的延伸方向有关。植物的根必须穿过边坡的可能滑移面(最理想的情况是能伸进基岩的裂隙中,或者扎入较稳定土层),这样根系才能起到锚固土体的作用。禾本科、豆科植物和小灌木在地下0.75~1.5m深处有明显的土壤加强作用,树木根系的锚固作用可影响到地下更深的岩土层。试
4、验表明,同一树种根的直径越细,则抗拉强度越高,其相关公式为 Tr=nTm(1)式中: Tr为树根的抗拉强度,MPa;D为树根的直径,mm;n、m为给定树种参数,树种不同,n、m的参数也不同,n的范围为29.1~87,m的范围为-0.76~-0.45。 对于直径2~50mm的各种类型树根,其抗拉强度约为8~80MPa。 随着树木的生长,树木根系单根的强度会越来越大,较粗的树木根系有一定的抗剪强度。乔木根系的抗剪强度的对数与根系直径之间有较好的线性相关关系。 1.1.2土体中根系受力破坏特点 根的抗
5、拉强度随植物种类的不同而有区别,但一般都较土壤的抗拉、抗剪力大许多倍,特别是林木根系,所以大多数植物的根系在土体破坏时,比如滑坡发生时,基本都被拉出,说明根系与岩土体间的摩擦(或锚固)起着控制作用。 1.1.3植物侧根的作用 周跃对植物侧根的作用做了很多研究。他对云南松进行了观测研究,并得出在地表以下40cm的土层中侧根密集,一般占总根系生物量的60%以上,这些侧根顺坡延伸,相互盘绕,与土壤一起形成基本与坡面平行的根际土层的结论。周跃把乔木侧根对土体的作用称为斜向牵引效应。根据根-土间存在的摩擦型粘合键
6、的破坏实质,得出植物侧根的斜向牵引效应可增强表面土层抗张强度的结论,并预测了根所能提供的最大抗张力。单根在受力拉断时的拉断力为: Fb=ArT(2)。 式中:Tr为根的拉断力;Ar为根的横截面面积;T为根的抗张强度。 在给定面积的土壤中,拉断所有的根的拉力为: ?∑Fb=∑(niFbi)=π/4(niDi2Ti)(3) 故在给定面积的土壤中,所有侧根所能提供给土层的抗张强度的增量为: △τ=∑Fb/Ab 式中:△τ为侧根抗张强度增量;Ab为给定土壤
7、的垂直截面面积。 1.2根系固坡的有效深度和范围 一般认为,根系的锚固作用有效深度在2m左右,即对坡体的浅表层作用明显。而解明曙通过对黄土地区生长的灌木-拧条(Caraganakorshinskii)根系做原位水平挤出法剪切测定结果,提出以单位剪切面积(A)中直径大于0.4cm的各根系横截面积之和(AR)所占比重(AR/A)大于0.1%为判定林木根系固坡力学强度有效范围的定量指标值。通过室外拉拔测试得出,乔木树种白榆固坡有效深度(HRf)与地径(D0)的关系式 为: Hrf=0.294+0.068D
8、0(5) (r=0.906)。 式中:HRf为固坡有效深度;D0为地径;r为相关关系的回归相关系数。 2、化学类有机高分子灌浆材料固坡原理及其适用范围 2.1化学类有机高分子灌浆材料固坡原理 近年来,灌浆处治技术得到较大的发展,已是一项成熟的技术。目前灌浆材料已从单一纯水泥浆,发展到各种掺合料水泥浆和各类化学浆材。化学浆材具有较高的抗冲击、抗压、抗弯、抗拉强度等。 灌浆固坡作为一种特殊的施工方法,其工
此文档下载收益归作者所有