樹(shù)根固坡對(duì)高填路堤穩(wěn)定性作用機(jī)理研究.pdf

1、近年來(lái)公路、鐵路等交通設(shè)施在全國(guó)范圍內(nèi)快速發(fā)展，特別是在西部地區(qū)，交通事業(yè)的發(fā)展更是空前迅猛。在交通建設(shè)的過(guò)程中不可避免地會(huì)產(chǎn)生一些填方較高路堤，這些路堤由于缺乏必要的保護(hù)措施極易發(fā)生邊坡失穩(wěn)破壞，由此產(chǎn)生的邊坡穩(wěn)定性問(wèn)題十分突出，主要表現(xiàn)為:邊坡在自身重力或荷載的作用下發(fā)生深層失穩(wěn)破壞以及邊坡在雨水或流水的侵蝕下發(fā)生邊坡淺層滑移和水土流失。目前，對(duì)于這類(lèi)問(wèn)題主要采用的是傳統(tǒng)的土工方法，如添加錨桿、抹面防護(hù)等，但具有一定的限制，如使用期

2、限短、經(jīng)濟(jì)性差、不美觀、破壞生態(tài)環(huán)境等，而常見(jiàn)的生態(tài)方法如在邊坡上種植草類(lèi)或灌木類(lèi)植株又只能起到一定的護(hù)坡作用，對(duì)于深層邊坡的防護(hù)效果幾乎為零，在這種情況下，植樹(shù)固坡技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。高大的喬木不僅具有茂密盤(pán)踞在土體淺層的細(xì)根，還具有深入到土體深處的粗根，這兩種類(lèi)型的根系分別在邊坡土體的淺層和深層發(fā)揮著不同的作用對(duì)邊坡進(jìn)行周全的保護(hù)，不僅如此，在邊坡上種植植物，還能夠恢復(fù)破壞的生態(tài)環(huán)境，凈化道路范圍內(nèi)的空氣，美化道路沿線的景觀，從而提高道路

3、整體的服務(wù)水平。植物防護(hù)具有長(zhǎng)久的適用性，隨著時(shí)間的增長(zhǎng)，其防護(hù)加固作用還能與日俱增。植物防護(hù)具有很好的經(jīng)濟(jì)性，在相同條件下比土工方法更加節(jié)約工程開(kāi)支。
　　本研究主要內(nèi)容包括：①系統(tǒng)地分析了植物根系與邊坡土體之間的力學(xué)作用，通過(guò)受力分析得到植株根系對(duì)邊坡的加固主要是由于土體在荷載的作用下產(chǎn)生塑性應(yīng)變和位移，從而產(chǎn)生局部裂縫，使得穿過(guò)裂縫植株根系和土體產(chǎn)生相對(duì)的錯(cuò)動(dòng)從而調(diào)動(dòng)了根系的拉力，拉力通過(guò)植株根系和土體之間的摩擦作用傳到土體

4、上使裂縫兩側(cè)土體在根系的連接下保持穩(wěn)定從而達(dá)到保護(hù)的作用。②通過(guò)分別對(duì)淺層根系和深層根系進(jìn)行進(jìn)一步的研究，發(fā)現(xiàn)兩種根系具有近似的作用原理，只是作用范圍和作用程度有所不同，據(jù)此將淺層根系的作用定義為加筋防護(hù)，將盤(pán)踞在邊坡淺層的根系看作添加在土體中的鋼筋網(wǎng)從而提高根系分布區(qū)域的內(nèi)聚力;將深層根系的作用定義為錨固防護(hù)，將深入土體深層的粗大根系定義為全長(zhǎng)粘結(jié)型錨桿，通過(guò)錨桿的錨固作用防止土體的深層滑移。③結(jié)合理論建立適當(dāng)?shù)挠邢拊治瞿Ｐ?，通過(guò)有

5、限元軟件ANSYS對(duì)建立的模型進(jìn)行分析，得到通過(guò)在邊坡上栽種高大的喬木可以增加邊坡穩(wěn)定性的結(jié)論，其加固效果與植株的栽種位置和根系分布深度有關(guān)，經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)通過(guò)在邊坡底部和頂部種植植株對(duì)邊坡穩(wěn)定性的增加較為明顯。不同的邊坡坡度決定了不同的潛在滑動(dòng)面位置，邊坡坡度越大，植株的有效加固范圍越小。對(duì)于公路邊坡而言，適宜將植株種植在坡腳處，論文還對(duì)坡腳處植株距離坡腳距離、根系深度、植株間距、邊坡高度等因素對(duì)加固作用的影響分別進(jìn)行了系統(tǒng)的分析，得到了