高速公路邊坡植物固土力學(xué)特性試驗(yàn)研究.pdf

1、高速公路修筑過(guò)程中不可避免存在高填深挖，這不僅嚴(yán)重破壞當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境，且容易引起水土流失、塌方、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害，對(duì)車(chē)輛和人身安全造成了很大的威脅。傳統(tǒng)的工程護(hù)坡技術(shù)不僅工程量浩大，耗材多，造價(jià)高，形式比較單一，而且永久性的破壞了生態(tài)環(huán)境，因此，邊坡的有效治理是高速公路工程建設(shè)中亟待解決的問(wèn)題。本文依托國(guó)家林業(yè)局948項(xiàng)目“深路塹邊坡景觀恢復(fù)關(guān)鍵技術(shù)引進(jìn)”（項(xiàng)目編號(hào)為101-9968）和大岳高速第八合同段邊坡實(shí)體工程，以種植的多花木蘭和刺

2、槐兩種灌木作為研究對(duì)象，通過(guò)對(duì)植物根系分布特征進(jìn)行分析，對(duì)根-土復(fù)合體進(jìn)行剪切和拉拔試驗(yàn)，研究了植物根系的分布形態(tài)規(guī)律和根-土復(fù)合體的力學(xué)特性，研究工作的主要?jiǎng)?chuàng)新成果如下。
　　1、通過(guò)植物根系形態(tài)分布研究發(fā)現(xiàn)，刺槐和多花木蘭兩種灌木的根系形態(tài)存在一定的差異，刺槐的主根系作用不明顯，水平根系和其上著生出的斜根系較多，相互交織成網(wǎng)狀，有利于增強(qiáng)邊坡土壤的整體性，多花木蘭主根系和副根系比較發(fā)達(dá)，在護(hù)坡中主要起錨桿作用，維系邊坡的穩(wěn)定。

3、
　　2、通過(guò)對(duì)多花木蘭和刺槐根-土復(fù)合體室內(nèi)直剪試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，植物根系能有效提高土體的抗剪強(qiáng)度。通過(guò)對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，得出根-土復(fù)合體的抗剪強(qiáng)度符合庫(kù)倫定律，根據(jù)庫(kù)侖定律得到多花木蘭和刺槐的黏聚力c和內(nèi)摩擦角ψ;在相同條件下，多花木蘭根-土復(fù)合體的抗剪強(qiáng)度略大于刺槐根-土復(fù)合體抗剪強(qiáng)度;
　　3、在相同條件下，混合布根方式的抗剪強(qiáng)度最高，全部斜交布根的抗剪強(qiáng)度次之，全部垂直布根的抗剪強(qiáng)度最小;在相同根系數(shù)量和布根方

4、式條件下，隨著根系直徑的增大，根-土復(fù)合體的抗剪強(qiáng)度先增大后減小，當(dāng)根系直徑在1.0mm～1.2mm時(shí)，根-土復(fù)合體的抗剪強(qiáng)度達(dá)最大值。
　　4、通過(guò)對(duì)多花木蘭和刺槐對(duì)根-土復(fù)合體進(jìn)行三軸剪試驗(yàn)研究，得到了不同條件下素土和根-土復(fù)合體應(yīng)力-應(yīng)變曲線;在不同圍壓和含水率條件下，當(dāng)軸向應(yīng)變小于等于2％時(shí)，無(wú)根素土和根-土復(fù)合體應(yīng)力-應(yīng)變曲線大多呈線性增加，當(dāng)軸向應(yīng)變大于2％時(shí)，主應(yīng)力差增加緩慢，試樣呈硬化破壞，最后曲線趨于平穩(wěn)，主應(yīng)力

5、差達(dá)到最大值。
　　5、通過(guò)對(duì)多花木蘭和刺槐兩種植物單根系拉拔試驗(yàn)研究，得到了在相同條件下，多花木蘭根系的拉拔強(qiáng)度要比刺槐根系的拉拔強(qiáng)度大;在相同密度不同含水量條件下，多花木蘭和刺槐根系的最大拉拔力隨含水量的增大呈先增大后減小的趨勢(shì)，含水量為21.4％左右時(shí)，根系拉拔力達(dá)最大值;在相同條件下，多花木蘭和刺槐根系的最大拉拔力隨土樣密度的增大而增大，隨有效根系的增長(zhǎng)而增大。
　　以上研究為探索多花木蘭和刺槐兩種灌木根-土復(fù)合體的