浅论东川砾石土地区植被固土护坡机理研究

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1、西南交通大学博士学位论文东川砾石土地区植被固土护坡机理研究姓名：杨永红申请学位级别：博士专业：岩土工程指导教师：王成华20060601西南交通大学博士研究生学位论文第1II页摘要植被护坡能有效的有效地克服工程措施护坡的不足，植被护坡在发挥固土护坡作用的同时，还能充分发挥植被的景观效应和环境效应。植被护坡具有建设成本低、防治效果好、作用时间长、能满足环保要求的特点。在滑坡数量多、分布广的东川区，采用植被措施来治理表浅层滑坡，达到既治理了滑坡，又改善生态环境的目的，是针对东川的自然、社会经济条件下的首选方式。东川小江流域内地质构造运动强烈、地震

2、频繁、高差悬殊，岩石破碎；山坡陡峻，山坡地稳定性差，山地失稳；降水集中且多暴雨的降雨特点等自然条件为东川小江流域滑坡灾害的广泛发育创造了条件。历史上伐薪炼铜以及经济建设中森林植被遭到巨大的破坏；草场超载放牧；矿山废弃物的任意堆放：人为对灌草植被的破坏等不合理的人为活动和土地利用方式加剧了滑坡灾害的发生。在裸地、扭黄茅草地、苦刺灌木林地、车桑子灌木林地、合欢林地、桉树林地选取典型样地，在样地土壤根系分布范围内的不同土层深度取土样。按含水量设计要求进行制样，制样后进行直剪实验。实验结果表明，随着含水量的增加，不同植被类型重塑土样的抗剪强度参数值

3、均减少，随着土层深度的增加，土样的抗剪强度参数值大体呈随着深度的增加而增加的趋势。由粘聚力和内摩擦角分别与含水量的相关分析可知，粘聚力的常用对数值与含水量呈负相关关系，内摩擦角的自然对数值与含水量呈负相关关系。利用所取的有根系的土样，测定五种植被类型不同土层深度时不同径级根系的含根量。结果表明，不同植被类型根系的不同径级总含根量和O～2mm径级含根量均随着土层深度的增加而减少，O～2mm径级含根量呈现车桑子灌木根系>苦刺灌木根系>扭黄茅草地根系>合欢根系>桉树根系的规律。不同植被类型根系的O～2mm径级含根量均与土层深度呈指数函数关系。不同

4、植被类型根系的不同径级总含根量与土层深度呈指数函数关系或线性关系。在天然含水量情况下，植被较之裸地能提高土壤抗剪强度。不同植被类型下的不同土样层次土样的粘聚力增加值和内摩擦角增加值(相对于裸地)均呈现车桑子灌木林地>苦刺灌木林地>扭黄茅草地>合欢>桉树的规律。内摩擦角的增加值与土层深度呈幂函数关系，粘聚力的增加值与土层深度呈指数函数关系。第1V页西南交通大学博士研究生学位论文按含根量设计要求，改变有根系土样中0～2m径级根系含根量，制样后进行直剪实验，对于不同植被类型根系土而言，随着O～2mm径级根系含根量的增加，粘聚力和内摩擦角均增加，粘

5、聚力的常用对数值和内摩擦角的自然对数值均与O～2mm径级根系含根量呈幂函数关系。随着土层深度的增加，粘聚力增加值和内摩擦角增加值均呈增加的趋势，而其增加率呈减少的趋势。在样地选取苦刺灌木根系、车桑子灌木根系、合欢根系和桉树根系，在室内测得根系的抗拉强度。结果表明，不同植被类型根系的最大抗拉强度与根系直径呈幂函数关系，最大抗拉力与根系直径呈正相关关系。在样地直接测定四种根系的抗拉拔力，从不同植被类型根系的平均抗拉拔力来看，桉树根系>合欢根系>车桑子根系>苦刺根系，桉树根系的锚固效果最好。植被固土护坡主要是利用根系和地面上的茎叶及枯枝落叶层，及

6、植被本身的生命活动，改变边坡的内部和外部环境条件、增加抗滑力，从而达到稳定边坡的目的。植被固土护坡的作用包括因植被截留降雨和根系吸水而在减少土壤含水量方面的作用、因土壤含水量减少而在提高土壤抗剪强度方面的作用、因植物根系的固结缠绕而在提高土壤抗剪强度方面的作用、抗剪强度提高及根系锚固在提高边坡稳定性方面的作用。抗剪强度的提高和边坡抗滑力的增加有利于提高表浅层滑坡的稳定性。在进行植被护坡工程设计时应充分考虑植被护坡实施后的景观效果和改善环境功能。固坡植物的选择一方面要求有利于满足防护要求的性状，另一方面要求能适应造林的立地条件，即能达到适地适

7、树(草)的要求。在进行植被固土护坡前，应合理培育苗木种子、适时整地。为了提高植被的固土护坡能力，尽量用播种苗木的方法。在实施植被护坡工程后，要加强后续管理，才能保证植被长期有效地发挥固土护坡作用。关键词：植被护坡：含根量；含水量：抗剪强度；抗拉拔力：表浅层滑坡西南交通大学博士研究生学位论文第V页AbstractVegetationmaintainingslopestabilitycaneffectivelyovercometheshortcomingofengineeringmeasuremaintainingslopestability．

8、Whenvegetationmaintainingslopestabilityexertthefunctionofsoilreinforcementandslopeprotect