風荷載作用下植被對邊坡穩(wěn)定性影響研究.pdf

1、我國東部沿海地區(qū)常年遭受臺風侵襲，臺風在帶來強降雨的同時也通常伴隨強風荷載。臺風作用下極易在地質(zhì)環(huán)境薄弱的地區(qū)誘發(fā)滑坡、泥石流等斜坡地質(zhì)災害。對溫州地區(qū)臺風斜坡地質(zhì)災害點調(diào)查資料進行統(tǒng)計分析，發(fā)現(xiàn)臺風引發(fā)的斜坡地質(zhì)災害所處坡面的植被較為發(fā)育。因此，風荷載作用下植被與臺風斜坡地質(zhì)災害有一定的相關性。
　　本文從風荷載對植被邊坡影響的因素入手，結合溫州地區(qū)植被覆蓋以及臺風滑坡現(xiàn)場調(diào)查情況，選取杉木、馬尾松和毛竹作為典型植被類型。對相關

2、文獻和研究資料進行統(tǒng)計分析，根據(jù)典型植被類型的空間分布特點及相關的物理力學參數(shù)，建立典型植被的簡化模型。采用AR模型模擬風速的時程曲線，并對簡化植被模型進行受力分析。進而建立了三種典型植被邊坡的數(shù)值模型，通過數(shù)值計算對風荷載作用下植被對邊坡穩(wěn)定性的影響進行探討，從而取得了以下主要認識:
　　毛竹根土簡化模型所承受的水平剪力值最大，馬尾松次之，杉木最小。毛竹根系較淺，水平剪力極易大于土體及復合體的抗剪能力而發(fā)生剪切破壞;杉木根土復合

3、體水平剪力在根系分布深度范圍內(nèi)均低于根土復合體和周圍土體的抗剪能力;馬尾松根土復合體所受到的水平剪力在一定深度內(nèi)大于復合體及周圍巖土體的抗剪能力，因此可能產(chǎn)生復合體或周圍土體的剪切變形或破壞。
　　毛竹根土復合體抗彎矩能力較小，易發(fā)生根土復合體的整體滑移，發(fā)生傾倒。杉木根土復合體的抗彎矩能力較大，發(fā)生變形破壞的可能性較小;馬尾松根土復合體的抗彎矩能力較強且明顯大于所受彎矩，不易發(fā)生復合體整體的滑移破壞。
　　根系的存在提高了

4、邊坡表層巖土體的力學性質(zhì)，改變了邊坡應力。不同植被類型固土效果也所差異。毛竹根系作用深度較淺，僅對坡體表面有加固作用，對邊坡的整體穩(wěn)定性影響不大。杉木和馬尾松根系較深，邊坡潛在滑動面的深度較素土邊坡向深處發(fā)展，邊坡的整體穩(wěn)定性有較大提高。
　　背風坡植被邊坡在風荷載作用下水平位移逐漸增大，塑性應變區(qū)由邊坡坡腳沿根土復合體深度逐漸向坡內(nèi)擴展，從而對邊坡變形破壞有一定加速作用。迎風坡植被邊坡對風荷載的響應僅局限于邊坡坡腳附近，且并不隨

5、荷載的施加而有所增大，因此對邊坡整體穩(wěn)定性影響不大。
　　風荷載作用下，杉木及馬尾松邊坡塑性區(qū)由坡腳沿根土復合體深度逐漸擴展，坡腳水平位移也逐漸增加直至保持常值，從而對邊坡的變形破壞具有促進作用。但二者的變形破壞隨荷載施加的過程有所差異，杉木邊坡相對與馬尾松邊坡而言變形破壞加速時間相對較晚且呈階躍狀變化。毛竹邊坡塑性應變集中于坡體表層，毛竹易發(fā)生風倒現(xiàn)象，而對比邊坡的整體穩(wěn)定性影響不大。
　　本文研究成果可對臺風斜坡地質(zhì)災害