南寧膨脹巖邊坡高性能植被保護(hù)墊系統(tǒng)沖刷試驗(yàn)研究.pdf

1、本文依托于國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目-“新型錨固加強(qiáng)植被系統(tǒng)生態(tài)防護(hù)膨脹巖土邊坡機(jī)理研究”，采用室內(nèi)模型試驗(yàn)，模擬研究降雨條件下高性能植被保護(hù)墊(High Performance Turf Reinforcement Mats，HPTRM)系統(tǒng)對(duì)廣西南寧市膨脹巖邊坡的抗沖刷性能。文章在研究HPTRM的材料性能、膨脹土植草性能及制作室內(nèi)膨脹土邊坡模型的基礎(chǔ)上，進(jìn)行人工模擬降雨沖刷試驗(yàn)，研究HPTRM系統(tǒng)防護(hù)下膨脹巖邊坡抗沖刷效果，從而為下一步應(yīng)

2、用HPTRM材料進(jìn)行治理膨脹巖土邊坡的現(xiàn)場試驗(yàn)及今后HPTRM材料的工程應(yīng)用提供理論指導(dǎo)。本文主要研究內(nèi)容及結(jié)論包括:
　　(1)HPTRM材料性能試驗(yàn)研究。試驗(yàn)結(jié)果表明HPTRM強(qiáng)度高，是普通三維土工網(wǎng)墊的10倍以上，伸長率小。HPTRM抗輻射能力較強(qiáng)，且耐久性好，使用年限可長達(dá)50年。
　　(2)室內(nèi)植草實(shí)驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明:在外界溫濕條件一致的前提下，覆HPTRM網(wǎng)不影響黑麥草和狗牙根的發(fā)芽率;覆HPTRM網(wǎng)的植被生長比

3、裸露邊坡的略差，但影響不大;在膨脹土坡面上直接種植植被不利于植被生長;在植被生長45天后，測量邊坡表面10cm深度范圍內(nèi)含根量，得出HPTRM植被防護(hù)邊坡與純植被防護(hù)邊坡的含根量基本相近，均在0.14％左右。
　　(3)含植被根系的膨脹巖土試樣的剪應(yīng)力τf與豎向壓力σ呈成比例關(guān)系;膨脹巖土試樣含根量及含水量變化均對(duì)其抗剪強(qiáng)度有直接影響。
　　(4)采用便攜式的全自動(dòng)人工模擬降雨設(shè)備模擬自然降雨，分析不同影響因素（降雨強(qiáng)度、降

4、雨歷時(shí)、邊坡坡度等）作用下HPTRM防護(hù)膨脹土邊坡的抗沖刷效果。試驗(yàn)結(jié)果表明，單位時(shí)間邊坡沖刷量大小的主要是由降雨強(qiáng)度決定的，其次為降雨雨滴大小，再者為邊坡坡度。
　　(5)不同邊坡生態(tài)防護(hù)措施進(jìn)行降雨試驗(yàn)對(duì)比，結(jié)果表明降雨條件不變時(shí)，膨脹巖土坡面沖刷量的大小主要由邊坡防護(hù)形式?jīng)Q定，單位時(shí)間沖刷量由大到小依次為:裸露邊坡＞ HPTRM防護(hù)邊坡＞植被防護(hù)邊坡＞普通三維土工網(wǎng)植被防護(hù)邊坡＞ HPTRM植被防護(hù)邊坡。相比于裸露坡面，HP

5、TRM防護(hù)邊坡在降雨等級(jí)為中雨或大雨時(shí)，可降低70％～85％的沖刷量;而HPTRM植被防護(hù)邊坡在不同降雨強(qiáng)度降雨沖刷下，沖蝕量均非常小，其沖刷量大小僅為裸露邊坡的1％左右。說明HPTRM可有效降低邊坡沖刷量，結(jié)合植被后抗沖刷效果更明顯。
　　(6)在模擬降雨過程中監(jiān)測含水量變化。HPTRM植被防護(hù)邊坡在坡面以下5-11cm范圍內(nèi)含水量日變化最大幅值在4％左右，遠(yuǎn)小于裸露膨脹土邊坡日含水量變化值。坡頂含水量低于坡腳處含水量，在1h模